JP2003519191A - Methods for obtaining thylakoids from photosynthetic organisms, plant fractions obtained therefrom, pure thylakoids, and methods of using thylakoids as ROS scavengers, photoprotectors, biosensors, biofilters and bioreactors - Google Patents
Methods for obtaining thylakoids from photosynthetic organisms, plant fractions obtained therefrom, pure thylakoids, and methods of using thylakoids as ROS scavengers, photoprotectors, biosensors, biofilters and bioreactorsInfo
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Abstract
(57)【要約】 本発明は、完全なチラコイドを含む抽出物を得る方法に関する。得られる抽出物は、ROS(反応性酸素種)スカベンジャーとして有用な効力のある動的抗酸化剤である。炎症性疾患、癌等のROSの発生が関与する疾患の治療や防止に、本抽出物を使用することを意図している。UV光線を捕捉し、太陽光エネルギーを熱に消散することができるために、本抽出物をサンスクリーンとして使用することもできる。 (57) Abstract The present invention relates to a method for obtaining an extract containing complete thylakoids. The resulting extract is a potent dynamic antioxidant useful as a ROS (reactive oxygen species) scavenger. The use of the extract is intended for the treatment or prevention of diseases involving ROS generation, such as inflammatory diseases and cancer. The extract can also be used as a sunscreen because it can capture UV light and dissipate solar energy into heat.
Description
【0001】[0001]
本発明は、実質的に完全で自然な状態で存在し、かつ少なくともその一部分が
機能性であるか、または活性化し得るチラコイドの分離および回収に関する。ま
た、本発明は、チラコイドの分離時に得られる他の可溶性および不溶性植物画分
の取得にも関する。更に、本発明は、ROSスカベンジャー、光保護剤、とりわけU
V光線に対する光保護剤、ならびにバイオセンサー、バイオフィルターまたはバ
イオリアクターとしてのチラコイドの使用にも関する。The present invention relates to the separation and recovery of thylakoids that exist in a substantially complete and natural state and are at least partially functional or activatable. The present invention also relates to the acquisition of other soluble and insoluble plant fractions obtained during the separation of thylakoids. Furthermore, the present invention provides a ROS scavenger, a photoprotectant, especially U.
It also relates to the use of thylakoids as photoprotectors against V rays and as biosensors, biofilters or bioreactors.
【0002】[0002]
抗酸化剤は、ROS(反応性酸素種)の形成および有害作用を防止することがで
きるために、言わば生物医学分野で益々利用されるようになった。Antioxidants have become increasingly used in the biomedical field, so to speak, because they can prevent the formation and adverse effects of ROS (reactive oxygen species).
【0003】
植物および他の光合成生物は、ROSの作用に抵抗するように特に良く適応して
おり、特にUV光線の酸化性傷害および有害作用からチラコイドと称する必須の細
胞小器官光合成膜を保護する。Plants and other photosynthetic organisms are particularly well adapted to resist the action of ROS, and in particular protect the essential organelle photosynthetic membrane called thylakoids from the oxidative damage and harmful effects of UV light. .
【0004】
日光は、我々が生活を維持する上で予想よりはるかに大きな役割を演じている
。即ち、我々が食べる全ての食物および使用する全ての化石燃料は、日光中のエ
ネルギーを生物系が使用することのできる化学形態のエネルギーに変換する過程
である光合成の産物である。光合成は、植物から細菌に及ぶ多くの異なる生物に
よって行われる。最も良く知られている形態の光合成は、高等植物および藻類、
ならびに大洋中での光合成の過半を担うシアノバクテリアとその近縁種によって
行われる。これらの生物は全て、かなり複雑な一連の反応においてCO2(二酸化
炭素)を炭水化物に還元することによって、そのガスを有機物に変換する。この
還元用の電子は最終的には水に由来するが、その後、水は酸素およびプロトンに
変換される。この過程のエネルギーは、色素(主にクロロフィルとカロテノイド
)によって吸収された光から与えられる。クロロフィルは青色および赤色の光を
吸収し、カロテノイドは青緑色光を吸収するが、緑色および黄色の光は植物中の
光合成色素によって効果的には吸収されない。そのために、これらの色の光は葉
または葉を貫く細路のいずれかで反射される。[0004] Sunlight plays a much larger role than we expected in sustaining our lives. That is, all food we eat and all fossil fuels we use are the products of photosynthesis, the process of converting the energy in sunlight into chemical forms of energy that biological systems can use. Photosynthesis is carried out by many different organisms, ranging from plants to bacteria. The best known form of photosynthesis is found in higher plants and algae,
And cyanobacteria, which are responsible for the majority of photosynthesis in the ocean, and their relatives. All of these organisms convert their gas to organic matter by reducing CO 2 (carbon dioxide) to carbohydrates in a series of fairly complex reactions. The reducing electrons ultimately come from water, which is then converted to oxygen and protons. The energy for this process comes from the light absorbed by the pigments (mainly chlorophyll and carotenoids). Chlorophyll absorbs blue and red light and carotenoids absorb blue-green light, while green and yellow light is not effectively absorbed by photosynthetic pigments in plants. Therefore, light of these colors is reflected either on the leaves or on the pathways through the leaves.
【0005】
(以前は藍藻として知られていた)シアノバクテリア、紅藻等の他の光合成生
物は、赤色または青色であって、クロロフィルやカロテノイドによって効果的に
吸収されない色の可視光を吸収するフィコビリンと称する追加の色素も有してい
る。(ついでながら、多くの増殖条件下でかなり褐色に見える)紅色細菌、緑色
細菌等の更に他の生物は、スペクトルの青色部以外に、赤外で吸収するバクテリ
オクロロフィルを含有している。これらの細菌は酸素を発生しないが、嫌気(無
酸素)条件下で光合成を行う。これらの細菌は光合成のために赤外光を効果的に
使用する。赤外は、700nmを超える波長を有し、ヒトの眼では見ることので
きない光である。1000nmまでの波長を有する赤外光を使用することのでき
る細菌種もある。しかし、やはりヒトの眼では見ることのできない紫外光(<4
00nm)の吸収に、大部分の色素はあまり効果的ではない。330nm未満の
波長を有する光は、細胞にとって益々傷害性となるが、このような短波長の実質
的に全ての光は、地上に達する前に大気(最も顕著にはオゾン層)によって濾し
除かれる。大部分の植物が紫外光を吸収する化合物を生成することができるとは
言え、約300nmの光に曝されることが増えると、植物の生産性に有害な作用
を及ぼす。Other photosynthetic organisms such as cyanobacteria (formerly known as cyanobacteria), red algae, are phycobilins that absorb visible light of a red or blue color that is not effectively absorbed by chlorophyll and carotenoids. It also has an additional dye, referred to as. Still other organisms, which incidentally appear to be fairly brown under many growth conditions, such as purple and green bacteria, contain bacteriochlorophyll, which absorbs in the infrared, in addition to the blue portion of the spectrum. These bacteria do not generate oxygen, but photosynthesize under anaerobic (anoxic) conditions. These bacteria effectively use infrared light for photosynthesis. Infrared light has a wavelength of over 700 nm and is invisible to the human eye. Some bacterial species can also use infrared light with wavelengths up to 1000 nm. However, ultraviolet light (<4
Most dyes are not very effective at absorbing (00 nm). Light with wavelengths below 330 nm becomes increasingly damaging to cells, but substantially all such short wavelength light is filtered out by the atmosphere (most notably the ozone layer) before reaching the ground. . Although most plants are capable of producing compounds that absorb UV light, increased exposure to light at about 300 nm has a deleterious effect on plant productivity.
【0006】
光合成色素は極めて多様である。正確な化学構造が互いに異なる多くの様々な
型の(バクテリオ)クロロフィル、カロテノイドおよびフィコビリンが存在する
。一般に色素は、色素分子に相互の適切な配向および位置取りをもたらす蛋白質
と結合している。光エネルギーは個々の色素によって吸収されるが、これらの色
素によって直ちにエネルギー変換のために使用されるのではない。代わりに、光
エネルギーは特殊な蛋白質環境中にあるクロロフィルに渡され、そこで実際のエ
ネルギー変換現象が起こる。即ち、電子を隣接色素に伝達するために、光エネル
ギーが使用される。この実際の初発電子伝達現象に一緒に関与する色素および蛋
白質を、反応中心と呼ぶ。アンテナと総称される多数の色素分子(100〜50
00)が光を「集め」、光エネルギーを同じ反応中心に移動させる。その目的は
、光強度がたとえ低めであっても、反応中心における高い電子伝達速度を維持す
ることである。P680という呼称が反応中心PSIIのクロロフィル色素に割当てられ
ているが、その理由は、その組成をとるクロロフィル対が主に波長680nmの
光を吸収するからである。Photosynthetic pigments are extremely diverse. There are many different types of (bacterio) chlorophylls, carotenoids and phycobilins that differ from each other in exact chemical structure. Dyes are generally associated with proteins that bring the dye molecules into proper orientation and alignment with each other. Light energy is absorbed by the individual dyes, but is not immediately used by these dyes for energy conversion. Instead, light energy is passed to chlorophyll in a special protein environment, where the actual energy conversion phenomenon takes place. That is, light energy is used to transfer electrons to adjacent dyes. The dye and protein that are involved in this actual initial electron transfer phenomenon are called reaction centers. A large number of dye molecules (100 to 50)
00) "collects" light, moving light energy to the same reaction center. The purpose is to maintain a high electron transfer rate in the reaction center, even at low light intensities. The name P680 has been assigned to the chlorophyll dye of the reaction center PSII, because the chlorophyll pair having its composition mainly absorbs light having a wavelength of 680 nm.
【0007】
多くのアンテナ色素は、光エネルギーを他のアンテナ色素、および更に他のア
ンテナ色素等に移動することによって、単一の反応中心にそのエネルギーが「捕
捉」されるまで、その反応中心にそのエネルギーを移動する。全体的な移動過程
の大きな損失を避けるために、このエネルギー移動の各段階は非常に効率的でな
ければならず、様々な色素の蛋白質との会合が、適切な色素を相互に接近させ、
かつ色素分子の幾何学的配列を相互に適切にすることによって、伝達効率が高い
ことを保証している。蛋白質結合色素の法則に対する例外は、非常に大きなアン
テナ系を有する緑色細菌である。これらのアンテナ系の大きな部分は、相互に作
用し、かつ蛋白質とは直接的に接触していない数千個までのバクテリオクロロフ
ィル分子の(クロロソームと命名された)「袋」から成り立っている。クロロフ
ィルは、励起エネルギー移動と電子伝達との連結部として、全ての光合成生物に
よって使用される。これらの移動・伝達反応が起こる必要のある速度は、特に重
要である。量子の吸収後、励起状態の寿命は数ナノ秒(1ナノ秒(ns)は10 -9
sである)に過ぎないので、反応中心におけるエネルギー移動および電荷分離
もこの時間内に起こってしまうに違いない。色素間のエネルギー移動速度は非常
に迅速であり、反応中心における電荷分離は3〜30ピコ秒(1ピコ秒(ps)
は10-12sである)で起こる。その後の電子伝達段階は有意にもっと遅い(2
00ps〜20ms)が、それにも関わらず、その電子伝達系は、吸収された日
光の少なくとも有意な一部を光合成に使用し得るに十分な速度を有する。チラコ
イドの分離および精製時にその機能を維持しようとする場合に、色素は保持すべ
き特殊な組織構造を有している。[0007]
Many antenna dyes transfer light energy to other antenna dyes, and to other antenna dyes.
By moving to a dye such as an antenna, its energy is trapped in a single reaction center.
Transfer that energy to the reaction center until it is "trapped". Overall movement process
Each stage of this energy transfer is not very efficient in order to avoid a large loss of
The association of various dyes with proteins must bring the appropriate dyes closer to each other,
In addition, the transduction efficiency is high by making the geometrical arrangement of dye molecules appropriate to each other.
I guarantee that. The exception to the law of protein-binding dyes is
It is a green bacterium with a tena system. A large part of these antenna systems
Up to thousands of bacteriochlorophytes that are used and not in direct contact with proteins
It is made up of "bags" (named chlorosomes) of the molecule. Chloroff
Is a link between excitation energy transfer and electron transfer in all photosynthetic organisms.
Used accordingly. The speed at which these transfer and transduction reactions need to occur is particularly critical.
It is important. After absorption of the quantum, the lifetime of the excited state is several nanoseconds (1 nanosecond (ns) is 10 -9
energy transfer and charge separation in the reaction center.
Must happen within this time. Very fast energy transfer rate between dyes
And the charge separation in the reaction center is 3 to 30 picoseconds (1 picosecond (ps)).
Is 10-12s). The subsequent electron transfer phase is significantly slower (2
00 ps to 20 ms), nevertheless, the electron transport system is
It has a rate sufficient to allow at least a significant portion of the light to be used for photosynthesis. Chiraco
The dye should be retained if it is attempted to maintain its function during separation and purification.
It has a special organizational structure.
【0008】
多くの系において光合成アンテナの大きさには融通性があり、(例えば日陰の
)弱い光で生育する光合成生物は、もっと高い光強度で生育するものより、反応
中心当たりのアンテナ色素が一般に多いと思われる。しかし、(例えば完全な日
当たりの)高い光強度では、植物が吸収する光の量は、反応中心によって開始さ
れる電子伝達の能力を超えてしまう。吸収光を必ず光合成のために使用するので
はなく、吸収光エネルギーの一部を熱に変換する手段を植物は開発してきた。し
かし、植物における光合成電子伝達の特に第1期は、過度に高い電子伝達速度に
かなり敏感であり、光強度が高すぎると光合成電子伝達系の一部が遮断されるか
もしれない。この現象は光阻害として知られている。In many systems, the size of the photosynthetic antenna is flexible, and photosynthetic organisms that grow in weak light (eg, in the shade) have more antenna dye per reaction center than those that grow in higher light intensity. It seems that there are many in general. However, at high light intensities (eg, full day), the amount of light absorbed by plants exceeds the ability of electron transfer initiated by reaction centers. Plants have developed means to convert some of the absorbed light energy into heat, rather than necessarily using the absorbed light for photosynthesis. However, especially the first phase of photosynthetic electron transfer in plants is quite sensitive to excessively high electron transfer rates, and if the light intensity is too high, part of the photosynthetic electron transfer system may be blocked. This phenomenon is known as light inhibition.
【0009】
光合成反応中心における初発電子伝達(電荷分離)は、長い一連のレドックス
(還元−酸化)反応を始動させ、バケツリレーの列のように、補因子の連鎖に沿
って電子を受け渡し、クロロフィル上の「電子正孔」を満たす。酸素を生成する
全ての光合成生物は、光化学系IIおよび光化学系I(略してPSIIおよびPSI)とい
う名称の2種の反応中心を有しており、両系はチラコイドと呼ばれる特殊な膜中
に配置された色素/蛋白質複合体である。真核生物(植物および藻類)では、こ
れらのチラコイドは葉緑体(植物細胞中の細胞小器官)中に配置され、積み重な
った膜(グラナ)としてしばしば見出される。原核生物(細菌)は葉緑体や他の
細胞小器官を有しておらず、光合成色素−蛋白質複合体は、細胞質周辺の膜中か
、(例えば紅色細菌に見出されるように)その陥入部中にあるか、または(大部
分のシアノバクテリアの場合のように)細胞内でもっとはるかに複雑な構造を形
成するチラコイド膜の中にある。The initial electron transfer (charge separation) in the photosynthetic reaction center initiates a long series of redox (reduction-oxidation) reactions, transferring electrons along a chain of cofactors, like a chain of bucket relays, and chlorophyll. Fill the above “electron holes”. All oxygen-producing photosynthetic organisms have two reaction centers, called photosystem II and photosystem I (abbreviated PSII and PSI), both of which are arranged in a special membrane called thylakoid. It is a dye / protein complex. In eukaryotes (plants and algae), these thylakoids are located in chloroplasts (organelles in plant cells) and are often found as stacked membranes (grass). Prokaryotes (bacteria) do not have chloroplasts or other organelles, and photosynthetic pigment-protein complexes are either found in the periplasmic membrane or in their invaginations (as found, for example, in purple bacteria). It is either in or within the thylakoid membranes that form much more complex structures within the cell (as in most cyanobacteria).
【0010】
酸素産生生物中の全てのクロロフィルは、チラコイド中に配置され、PSII、PS
I、またはこれらの光化学系にエネルギーを供給するアンテナ蛋白質と会合して
いる。PSIIは、水の開裂および酸素の発生を起こす複合体である。PSII内の反応
中心クロロフィルの酸化時に、周辺蛋白質の一部をなす近傍のアミノ酸(チロシ
ン)から電子が引き抜かれ、その蛋白質はその結果水開裂性複合体から電子を得
る。PSII反応中心から、電子は、チラコイド膜中の自由電子担持分子(プラスト
キノン)に流れ、そこから他の膜−蛋白質複合体、シトクロームb6f複合体に流
れる。もうひとつの光化学系PSIも、基本的にPSIIと類似の様式で光誘起電荷分
離を触媒する。即ち、アンテナによって光が集められ、光エネルギーが反応中心
クロロフィルに渡され、そこで光誘起電荷分離が開始される。しかし、PSIでは
電子が、その還元形を炭素固定に使用することのできるNADP(ニコチンアミドア
デノシンジヌクレオチドリン酸)に最終的に伝達される。酸化された反応中心ク
ロロフィルは、シトクロームb6f複合体から別の電子を最終的に受取る。したが
って、PSIIおよびPSIを介した電子伝達によって、(酸素を生成する)水の酸化
およびNADPの還元が起こり、この過程に対するエネルギーは光(全連鎖を通して
輸送される各電子に対して2個の量子)によって与えられる。All chlorophylls in oxygen producing organisms are located in thylakoids, PSII, PS
I, or an antenna protein that supplies energy to these photosystems. PSII is a complex that causes water cleavage and oxygen evolution. Upon oxidation of the reaction center chlorophyll in PSII, an electron is withdrawn from a nearby amino acid (tyrosine) that forms part of the peripheral protein, which in turn obtains an electron from the water-cleavable complex. From PSII reaction center, electrons flow to free electron carrying molecules in the thylakoid membranes (plastoquinone), from which other membrane - flowing protein complex, the cytochrome b 6 f complex. The other photosystem, PSI, also catalyzes photoinduced charge separation in a manner essentially similar to PSII. That is, the light is collected by the antenna and the light energy is passed to the reaction center chlorophyll, where photoinduced charge separation is initiated. However, in PSI the electrons are ultimately transferred to NADP (nicotinamide adenosine dinucleotide phosphate), whose reduced form can be used for carbon fixation. Reaction center chlorophyll is oxidized receives another electronic ultimately from cytochrome b 6 f complex. Therefore, electron transfer through PSII and PSI results in the oxidation of water (which produces oxygen) and the reduction of NADP, and the energy for this process is light (two quanta for each electron transported through the entire chain). ).
【0011】
水からNADPへの電子の流れは、光を必要とし、チラコイド膜を貫くプロトン勾
配の発生と共役している。このプロトン勾配は、高エネルギー分子のATP(アデ
ノシン三リン酸)の合成に使用される。ATPおよび光反応から生じた還元NADPは
、光とは関係のない過程においてCO2固定のために使用される。CO2固定には、カ
ルビン・ベンソン回路と呼ばれる幾つかの反応が必要である。初発のCO2固定反
応には、酵素リブロース−1,5−ビスリン酸カルボキシラーゼ/オキシゲナー
ゼ(RuBisCO)が必要であり、この酵素は(光呼吸と称する過程を起こし、炭素
固定を起こさない)酸素か、またはCO2のいずれかと反応することができる。RuB
isCOがCO2に対して酸素と反応する確率は、反応部位におけるその2種の化合物
の相対濃度に依存している。全ての生物においてCO2は圧倒的に好ましい基質で
あるが、CO2濃度が酸素濃度よりはるかに低いと、光呼吸がかなりのレベルで起
こる。局部的CO2濃度を高め、酸素圧を最小化するために、(C4植物と言われる
)一部の植物では、(維管束鞘細胞という名称の)葉内の一部の細胞が主にCO2
固定に関与し、(葉肉細胞という名称の)他の細胞は光反応に特化している。葉
肉細胞内のATP、CO2および還元NADPは、(リンゴ酸のような)4炭素有機酸の合
成のために使用され、その有機酸は維管束鞘細胞に輸送される。ここで有機酸は
変換されてCO2および還元NADPを放出し、それらは炭素固定のために使用される
。生成した3炭素酸は葉肉細胞に戻される。局部的酸素濃度を最小化するために
、一般に維管束鞘細胞はPSII活性を有していない。しかし、恐らくATP合成を補
助するために、それらの細胞はPSIを保持している。The flow of electrons from water to NADP requires light and is coupled with the generation of a proton gradient through the thylakoid membrane. This proton gradient is used for the synthesis of the energetic molecule ATP (adenosine triphosphate). Reduced NADP resulting from ATP and photoreaction is used for CO 2 fixation in a process independent of light. CO 2 fixation requires several reactions called the Calvin-Benson cycle. The initial CO 2 fixation reaction requires the enzyme ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase / oxygenase (RuBisCO), which is either oxygen (which causes a process called photorespiration and does not cause carbon fixation), Or it can react with either CO 2 . RuB
The probability that isCO reacts with oxygen with respect to CO 2 depends on the relative concentrations of the two compounds at the reaction site. CO 2 is by far the preferred substrate in all organisms, but photorespiration occurs at significant levels when CO 2 concentrations are much lower than oxygen concentrations. In some plants (called C4 plants), some cells in the leaves (named vascular sheath cells) are mainly CO to increase local CO 2 concentration and to minimize oxygen tension. 2
It is involved in fixation and other cells (named mesophyll cells) are specialized in the photoreaction. ATP in mesophyll cells, CO 2 and reduced NADP is used for (such as malate) 4 Synthesis of carbon organic acids, organic acid is transported to bundle sheath cells. Here the organic acids are converted to release CO 2 and reduced NADP, which are used for carbon fixation. The generated tricarbonic acid is returned to mesophyll cells. Vascular sheath cells generally do not have PSII activity to minimize local oxygen levels. However, those cells retain PSI, presumably to support ATP synthesis.
【0012】
光からエネルギーを引出し、かつこのエネルギーを適当な箇所に移動させ、お
よび/またはそれを消散させるために、チラコイドの組織は非常に精巧である。
電荷の分離、および電気的中性状態を再生して電荷の変化を再び起こすことに備
える高い能力によって、その移動が可能となり、効果的となる(Blankenship他
、1998)。The tissue of thylakoids is very sophisticated in extracting energy from light and transferring this energy to the proper location and / or dissipating it.
Its ability to dissociate charge and regenerate an electrically neutral state to reinitiate a change in charge allows its transfer and becomes effective (Blankenship et al., 1998).
【0013】
前記の主な5成分間の電子伝達は極めて迅速である。活性化P680からフェオフ
ィチンへの電子伝達は、1ピコ秒未満で済む。全ての色素が中性電荷に戻り、新
サイクルを起こすことに備えるとき、電子伝達が停止する。Electron transfer between the five major components is very fast. Electron transfer from activated P680 to pheophytin takes less than 1 picosecond. Electron transfer ceases when all dyes return to a neutral charge and prepare for a new cycle.
【0014】
最後に電子は、共役因子に渡されることによって、ATP合成に必要なNADPHを還
元し、それは後に糖合成に利用される。Finally, the electron is transferred to a coupling factor to reduce NADPH required for ATP synthesis, which is later utilized for sugar synthesis.
【0015】
「チラコイド」という用語は以下で使用され、真核生物であれ原核生物であれ
、光合成生物から得られる組織化された光合成膜成分を包含することを意味して
いる。生物が葉緑体を有するとき、チラコイドは次の膜成分、即ちPSII、シトク
ロームb6およびf、PSIおよび共役因子を含んでいる。チラコイドの完全性および
機能性を植物材料から試験する場合、2つの基準点、PSIIの基部側および共役因
子の端部側との間でそれを測定した。一定の用途に対しては、チラコイドは見か
け上完全であっても、活性を有する必要はない。このようなチラコイドは機能し
、他の任意の抗酸化剤と少なくとも同程度に安定である。したがって、「活性チ
ラコイド」とは、完全ではあるが、能動的または受動的に不活性化された不活性
チラコイドではなくて、水和したときに活性化する能力を有するチラコイドを意
味する。この場合、チラコイド構造が実質的に保持されていても、反応中心は不
活性である。したがって、「不活性」チラコイドは、活性/被活性化形とは同じ
活力を有さず、再生する能力もROSに反応する能力も同じではなくても、適当な
抗酸化剤である。The term “thylakoid” is used below and is meant to include organized photosynthetic membrane components obtained from a photosynthetic organism, whether eukaryotic or prokaryotic. When an organism has chloroplasts, thylakoids contain the following membrane components: PSII, cytochromes b 6 and f, PSI and cofactors. When testing the integrity and functionality of thylakoids from plant material, it was measured between two reference points, the proximal side of PSII and the distal side of the coupling factor. For certain applications, thylakoids need not be active, although apparently intact. Such thylakoids are functional and at least as stable as any other antioxidant. Thus, by "active thylakoid" is meant a thylakoid that has the ability to activate when hydrated, rather than a complete but actively or passively inactivated thylakoid. In this case, the reaction center is inactive even though the thylakoid structure is substantially retained. Thus, an "inactive" thylakoid is a suitable antioxidant, although it does not have the same vitality as the active / activated form and does not have the same ability to regenerate or respond to ROS.
【0016】 光合成は、次の2反応に要約することのできる2つの基本的過程を含む。[0016] Photosynthesis involves two basic processes that can be summarized in the following two reactions.
【化1】 [Chemical 1]
【0017】
光存在下での第1反応の間に、ATPを生成するために、葉緑体の水からプロト
ンが取出される。第2反応は、炭素無水物の糖質、主に澱粉への還元に至る一連
の反応において、NADPHおよびATPを使用することにある。これらの2反応は同時
に起こり、過程(1)によって形成された生成物は過程(2)の反応の中に渡される。
全体として光合成は、澱粉およびスクロースの形態の糖およびATP分子の形態の
エネルギーを生成する。During the first reaction in the presence of light, protons are removed from the chloroplast water to produce ATP. The second reaction consists in using NADPH and ATP in a series of reactions leading to the reduction of carbonic anhydride to sugars, mainly starch. These two reactions occur simultaneously and the product formed by step (1) is passed into the reaction of step (2).
Photosynthesis as a whole produces energy in the form of sugars and ATP molecules in the form of starch and sucrose.
【化2】 [Chemical 2]
【0018】
光活性化はチラコイド中で一定の経路を辿る。光は光アンテナ(LHCII)によ
って最初に集められ、そのエネルギーは反応中心(PSII)に渡され、最後にやは
り独立した集光剤(LHCI)を有するPSIに渡される。チラコイドは光を集め、か
つ光合成を進めるために、光エネルギーを適当な箇所に移動させる機能を有して
いる。ATPおよび糖の合成はチラコイド中では起こらず、葉緑体の他の区画で起
こる。Photoactivation follows a route in thylakoids. Light is first collected by a light antenna (LHCII), its energy is passed to the reaction center (PSII) and finally to PSI, which also has an independent light collector (LHCI). The thylakoid has a function of moving light energy to an appropriate place in order to collect light and promote photosynthesis. ATP and sugar synthesis does not occur in thylakoids but in other compartments of the chloroplast.
【0019】
クロロフィルは主要な活性色素である。カロテノイドは、所在箇所に応じて複
数の役割を有している。第1の役割は集光剤としての役割であり、カロテノイド
からクロロフィルへのエネルギー移動を起こす。第2の役割は光保護剤としての
役割であり、この場合エネルギー移動がクロロフィルとカロテノイドの間で反対
方向に起こる。カロテノイドの一重項状態は一重項クロロフィルより多くのエネ
ルギーを有する一方、反対に、カロテノイドの三重項状態は三重項クロロフィル
より少ないエネルギーを有する。エネルギー状態は高エネルギーレベルから低エ
ネルギーレベルに移る自然の傾向を有するので、一重項カロテノイドは主に集光
剤として作用し、光エネルギーを一重項クロロフィル分子に渡す一方で、三重項
クロロフィルはそのエネルギーを三重項カロテノイドに容易に移動させると思わ
れ、そのときに後者は反応中心における光保護剤として作用する。カロテノイド
は、アンテナまたは反応中心と会合したときに異なる立体配置を取るが、その立
体配置が活性化したときのエネルギー状態を担っていると思われる。「シス」の
立体配置は反応中心における光保護と関係している。「全てトランス」の立体配
置はアンテナの集光剤機能と関係している。Chlorophyll is the main active dye. Carotenoids have multiple roles depending on where they are located. The first role is as a light-harvesting agent, causing energy transfer from carotenoids to chlorophyll. The second role is as a photoprotectant, where energy transfer occurs in opposite directions between chlorophyll and carotenoid. The carotenoid singlet state has more energy than singlet chlorophyll, while the carotenoid triplet state has less energy than triplet chlorophyll. Singlet carotenoids mainly act as light-harvesting agents, passing light energy to the singlet chlorophyll molecule, while triplet chlorophyll has its energy, because the energy state has a natural tendency to move from high energy levels to low energy levels. Would readily transfer to the triplet carotenoid, whereupon the latter acts as a photoprotectant in the reaction center. Carotenoids assume different conformations when associated with an antenna or reaction center, but are believed to be responsible for the energy state upon activation of that conformation. The "cis" configuration is associated with photoprotection at the reaction center. The configuration of "all transformers" is related to the function of the antenna light collector.
【0020】
エネルギー移動は、色素が相互に非常に接近しており、かつ特定の組織中にあ
る条件のときにだけ効果的である。したがって、活性であるか、または十分に活
性化し得るチラコイドを精製することを所望する場合、色素の自然な組織を乱さ
ずに、その膜を完全な状態に保つことが非常に重要である。Energy transfer is only effective under conditions where the dyes are in close proximity to each other and in certain tissues. Therefore, if it is desired to purify thylakoids that are either active or fully activating, it is very important to keep the membrane intact without disturbing the natural organization of the dye.
【0021】
元のままのチラコイドを回収する一利点は、ROSを取扱う能力に見出される。
このようなROSは、(スーパーオキシドを含む)フリーラジカルならびに一重項
酸素(1O2)や過酸化物のような非ラジカル酸化剤を包含することを意図してい
る。これらの種の定義および起源に関する良い総説は、国際公開第94/133
00号に見出される。以上および以下に引用する全ての参考文献の内容を、参考
のために本明細書中に組込んである。One advantage of recovering intact thylakoids is found in their ability to handle ROS.
Such ROS are intended to include free radicals (including superoxide) as well as non-radical oxidants such as singlet oxygen ( 1 O 2 ) and peroxides. A good review of the definitions and origins of these species can be found in WO 94/133.
Found in No. 00. The contents of all references cited above and below are incorporated herein by reference.
【0022】
フリーラジカルは不対電子を含んだ原子、イオンまたは分子である。フリーラ
ジカルは普通不安定であり、短い半減期を示す。元素状酸素は非常に電気陰性で
あり、シトクロームおよび還元された他の細胞成分から一電子移動を容易に受け
る。したがって、好気的呼吸をする細胞が消費するO2の一部は、スーパーオキシ
ドラジカル(・O2 -)に1価性の還元を受ける。その後の・O2 -の1価性還元によ
って、過酸化水素(H2O2)、ヒドロキシルラジカル(・OH)および水が生成する
。Free radicals are atoms, ions or molecules containing unpaired electrons. Free radicals are usually unstable and show a short half-life. Elemental oxygen is highly electronegative and readily undergoes one-electron transfer from cytochromes and other reduced cellular components. Therefore, some of the O2 cells to the aerobic respiration consumes, superoxide radical (· O 2 -) receives a monovalent reducible to. Subsequent · O 2 - by monovalent soluble reducing the hydrogen peroxide (H 2 O 2), hydroxyl radical (· OH) and water is produced.
【0023】
フリーラジカルは、好気的呼吸、薬物および生体異物(例えば、トリクロロメ
チルラジカル、即ち四塩化炭素の酸化で形成されるCCl3 ・)のシトクロームP-45
0触媒一原子酸素添加反応、および電離放射線を含む多くの源から生じることが
できる。例えば、組織をガンマ線に暴露すると、細胞内に貯留したエネルギーの
大部分は水によって吸収され、水における酸素−水素共有結合の切断を起こし、
水素上に1電子、酸素上にも1電子を残す結果、2個のラジカルH・および・OH
を創り出す。ヒドロキシルラジカル・OHは化学において知られている最も反応性
の高いラジカルである。それは生体分子と反応し、連鎖反応を開始し、核酸のプ
リンまたはピリミジン塩基との相互作用をなし得る。事実、放射線誘起発癌をフ
リーラジカルによる傷害によって開始し得る。また、例えば活性化好中球の「酸
化バースト」はスーパーオキシドラジカルを豊富に生成するが、それが活性化好
中球の細胞毒性作用を生じる際の必須要因と考えられている。虚血組織の再灌流
も高濃度の酸素ラジカル、通常スーパーオキシドを生じる。その上、生理的調節
剤である一酸化窒素との反応で過酸化亜硝酸イオンONOO-を形成する内皮細胞に
よっても、スーパーオキシドは生理的に生成し得るが、その塩は崩壊してヒドロ
キシルラジカル・OHを生じ得る。それ以外の酸素ラジカル源は、破壊したミトコ
ンドリアや小胞体の電子伝達系からの電子の「漏出」、プロスタグランジン合成
、カテコールアミンの酸化および血小板活性化である。多くのフリーラジカル反
応は細胞成分にとって傷害性が高い。それらの反応は蛋白質を架橋し、DNAを突
然変異させ、脂質を過酸化する。一旦形成されると、フリーラジカルは、相互作
用によって他のフリーラジカルおよび一重項酸素(1O2)や過酸化物等の非ラジ
カル酸化剤を生じる。Free radicals are cytochromes P-45 for aerobic respiration, drugs and xenobiotics (eg trichloromethyl radical, ie CCl 3 · formed by the oxidation of carbon tetrachloride).
It can occur from many sources, including zero-catalyst monoatomic oxygenation reactions, and ionizing radiation. For example, when tissues are exposed to gamma rays, most of the energy stored inside the cells is absorbed by water, causing the breaking of oxygen-hydrogen covalent bonds in water,
1 electronic, results leave one electron also on oxygen on hydrogen, two radicals H · and · OH
Create. The hydroxyl radical , OH, is the most reactive radical known in chemistry. It can react with biomolecules, initiate chain reactions and interact with nucleic acid purine or pyrimidine bases. In fact, radiation-induced carcinogenesis can be initiated by free radical damage. In addition, for example, the “oxidative burst” of activated neutrophils produces abundant superoxide radicals, which is considered to be an essential factor in producing the cytotoxic effect of activated neutrophils. Reperfusion of ischemic tissue also produces high concentrations of oxygen radicals, usually superoxide. Furthermore, physiological regulators in a reaction with peroxynitrite ions ONOO the nitric oxide - by endothelial cells that form, although superoxide may physiologically generated hydroxyl radicals salt thereof disintegrates • May produce OH. Other sources of oxygen radicals are electron “leakage” from destroyed mitochondrial and endoplasmic reticulum electron transport systems, prostaglandin synthesis, catecholamine oxidation and platelet activation. Many free radical reactions are highly toxic to cellular components. These reactions crosslink proteins, mutate DNA, and peroxidize lipids. Once formed, the free radicals interact to give rise to other free radicals and non-radical oxidants such as singlet oxygen ( 1 O 2 ) and peroxides.
【0024】
一重項酸素は、多くの疾患や障害の開始または永続化に関わっている特に有害
な化合物である。一重項酸素は、クロロフィルのような蛋白質の分解にも関与し
ている。このことが、カロテノイドの存在によってもたらされる光保護が重要に
なる理由である。カロテノイドはクロロフィルの寿命および活性を保護し、更に
、蛋白質の変性を防止することによって、膜の完全状態も保護する。カロテノイ
ドは三重項クロロフィル分子のエネルギーを捕捉することができる。その結果、
それは三重項カロテノイド分子となり、その分子は熱を放散しながら自己再生し
、それによって三重項クロロフィル分子の蓄積を回避し、クロロフィルを分解す
る確率を最小化している。Singlet oxygen is a particularly harmful compound involved in the initiation or persistence of many diseases and disorders. Singlet oxygen is also involved in the degradation of proteins such as chlorophyll. This is why the photoprotection afforded by the presence of carotenoids is important. Carotenoids protect the life and activity of chlorophyll and also protect the integrity of the membrane by preventing protein denaturation. Carotenoids can trap the energy of triplet chlorophyll molecules. as a result,
It becomes a triplet carotenoid molecule, which self-regenerates while dissipating heat, thereby avoiding the accumulation of triplet chlorophyll molecules and minimizing the probability of degrading chlorophyll.
【0025】
しかし、過剰の光がある場合、傷害が起こり得るが、それは「三重項状態」の
クロロフィルの形成に由来するかもしれない。三重項状態では外殻中の2個の電
子は、逆ではなく同じスピン配向を有する。この三重項クロロフィルは容易に酸
素と反応する結果、反応性の非常に高い一重項酸素を生成し、それは蛋白質を損
傷し得る。この損傷性反応に対処するために、カロテノイドは普通クロロフィル
に近接して存在している。多くのカロテノイドはクロロフィルの三重項状態を効
果的に「消光」し、それによって一重項酸素の形成を回避している。遊離形のク
ロロフィルは酸素の存在下、光の中では毒性が非常に高いが、その理由は、この
ような状況ではカロテノイドとの密接な相互作用が実現するとは限らないからで
ある。したがって、好気性生物中の細胞内クロロフィルは、全て蛋白質と結合し
ており、一般にカロテノイドも同じ蛋白質と結合している。However, in the presence of excess light, injury can occur, which may result from the formation of “triplet state” chlorophyll. In the triplet state, the two electrons in the outer shell have the same spin orientation, not the opposite. This triplet chlorophyll readily reacts with oxygen, resulting in the production of highly reactive singlet oxygen, which can damage proteins. To combat this damaging response, carotenoids are usually present in close proximity to chlorophyll. Many carotenoids effectively "quench" the triplet state of chlorophyll, thereby avoiding the formation of singlet oxygen. The free form of chlorophyll is highly toxic in the presence of oxygen in the light, because in such circumstances a close interaction with carotenoids may not be realized. Therefore, all the intracellular chlorophylls in aerobic organisms are bound to proteins, and in general carotenoids are bound to the same proteins.
【0026】
かなり短い時間尺度(1ms未満)で酵素反応速度を測定する際の主たる困難
は、「伝統的」な酵素反応には基質と酵素の混合が必要であるが、普通それには
かなり長い時間がかかることである。光合成電子伝達のような光駆動反応の速度
解析は、この点で大きな利点を有している。1psよりはるかに短くし得る光パ
ルスだけで、反応を誘発し得るからである。その上、電子伝達に関与する成分の
多くが、酸化形であるか還元形であるかに応じて、異なる吸収スペクトルを有し
ている。レーザー分光法またはもっと標準的な光学分光法を用いると、1psと
数msの間の時間尺度で回りにある電子を追跡することはかなり容易である。初
発の電荷分離は数psで起こり、反応中心から更に離れている成分が反応に関与
するにつれて、反応が次第に遅くなる。早期の反応速度が速いために、電子およ
び「電子正孔」は長距離(一般に、電荷分離後1ns以内に、電子は約2nm移
動して膜の反対側に達してしまう)によって物理的に迅速に分離され、その結果
、逆反応(電荷結合)はもはや有利でない。多くの場合に一電子移動を伴うレド
ックス反応中に、一時的に形成される反応物上の不対電子を、電子常磁性共鳴(
EPR)および(ENDOR、電子核二重共鳴およびESEEM、電子スピンエコー包絡線変
調を含む)誘導技術を用いて検出することができる。これらの技術の多くは、レ
ドックス反応の速度を追跡するために使用することができ、電子スピン分布等に
関する詳細な情報をもたらす。したがって、光合成の膜および反応中心は、生化
学および生物物理学における実験系として重要な位置を占めている。The main difficulty in measuring enzyme kinetics on a fairly short time scale (less than 1 ms) is that “traditional” enzymatic reactions require a mixture of substrate and enzyme, which is usually a fairly long time. Is to take. Kinetic analysis of light-driven reactions such as photosynthetic electron transfer has a great advantage in this respect. This is because only a light pulse that can be much shorter than 1 ps can trigger the reaction. Moreover, many of the components involved in electron transfer have different absorption spectra depending on whether they are in the oxidized or reduced form. Using laser spectroscopy or more standard optical spectroscopy, it is fairly easy to track the surrounding electrons on a time scale of between 1 ps and a few ms. The initial charge separation occurs at a few ps and the reaction becomes progressively slower as components further away from the reaction center participate in the reaction. Electrons and "electron holes" are physically fast due to long distances (generally, electrons move about 2 nm to reach the opposite side of the membrane within 1 ns after charge separation) due to the fast reaction rate. , So that the reverse reaction (charge binding) is no longer favorable. During the redox reaction, which often involves one-electron transfer, the unpaired electrons on the reactants formed transiently are detected by electron paramagnetic resonance (
EPR) and inductive techniques (including ENDOR, electron nuclear double resonance and ESEEM, electron spin echo envelope modulation). Many of these techniques can be used to track the rate of redox reactions, providing detailed information about the electron spin distribution, etc. Therefore, photosynthetic membranes and reaction centers occupy an important position as experimental systems in biochemistry and biophysics.
【0027】 クロロフィルのような化合物の抗酸化性は式(1)に例示される。[0027] The antioxidant properties of compounds such as chlorophyll are exemplified in formula (1).
【化3】 [Chemical 3]
【0028】
酸素の存在下で励起されたクロロフィルは、三重項状態(3Chl*)になり、細
胞内に一重項酸素(有害種)を生成することによって、不活性化されて基底状態
に戻る。植物は、一重項酸素の過剰生成という問題を解決することのできる効果
的な手段を見出した。植物は、クロロフィルのエネルギーをもっと低いエネルギ
ー状態を有する色素に移動する。カロテノイドというその色素(式2)は植物中
に豊富に存在する。Chlorophyll excited in the presence of oxygen is in a triplet state ( 3 Chl * ) and is inactivated to return to the ground state by generating singlet oxygen (toxic species) in the cell. . Plants have found effective means by which the problem of singlet oxygen overproduction can be overcome. Plants transfer the energy of chlorophyll to pigments with lower energy states. Its pigment, a carotenoid (Formula 2), is abundant in plants.
【化4】 [Chemical 4]
【0029】
三重項クロロフィルは対応するカロテノイドより多くのエネルギーを有するが
、一重項状態に対してはその逆が成立っている。式3aおよび3bに示すように
、活性化された一重項カロテノイドはそのエネルギーをクロロフィル分子に移動
する結果、クロロフィル分子は一重項状態で活性化される。Triplet chlorophyll has more energy than the corresponding carotenoid, but the opposite is true for the singlet state. As shown in equations 3a and 3b, the activated singlet carotenoid transfers its energy to the chlorophyll molecule, resulting in the chlorophyll molecule being activated in the singlet state.
【化5】 [Chemical 5]
【0030】
三重項状態のカロテノイドは、有害な酸素種を形成することなく不活性化する
。式4は、カロテノイドが基底状態に戻り、かつ熱を放散することによって、不
活性化することを示している。Triplet state carotenoids are inactivated without forming harmful oxygen species. Equation 4 shows that carotenoids are inactivated by returning to the ground state and dissipating heat.
【化6】 [Chemical 6]
【0031】
抽出物中の色素の性質を保存するためには、ROSを生成しないことが重要と思
われるが、分離中に発生し得るそのようなROSを除去することも重要である。こ
れを実現するために、発明者等は式1の平衡を逆行させる方法を支持した。その
結果、式1の逆が式5に見出される。In order to preserve the properties of the pigments in the extract, it seems important not to generate ROS, but it is also important to remove such ROS which may occur during the separation. To achieve this, we favored a method of reversing the equilibrium in Eq. As a result, the inverse of Equation 1 is found in Equation 5.
【化7】 [Chemical 7]
【0032】
式5の逆行を回避するために、活性化された三重項クロロフィル分子は、基底
状態のカロテノイドと密接していることが必要であり、そのカロテノイドは移動
されるエネルギーを受取り、それを熱として放散する。このように、クロロフィ
ルおよびカロテノイド色素が、相互にエネルギーを移動するように非常に近接し
た状態で見出し得る限り、式5の可逆性は制限される。In order to avoid the retrograde of Equation 5, the activated triplet chlorophyll molecule must be in close contact with the ground state carotenoid, which receives the energy transferred and Dissipates as heat. Thus, the reversibility of Equation 5 is limited as long as the chlorophyll and carotenoid dyes can be found in close proximity to transfer energy to each other.
【0033】
上記の式5から、最適な活性を有する抽出物を得るためには、両色素(クロロ
フィルおよびカロテノイド)を基底状態に維持するための考え得るあらゆる手段
を取ることが好ましいことは、明らかである。単離したカロテノイド、例えばチ
ラコイド構造内で組織化されていないカロテノイドであれば、三重項クロロフィ
ル分子を効果的に消光することはできないであろう。組織化された色素を有する
利点は、抽出物が自然のチラコイド膜の活力を保持することによって、それらの
色素が、ROSを捕捉し、エネルギーを移動し、かつ新たな活性化サイクルを再び
行い得る状態に戻る能力を獲得すると思われることである。この活力および再生
能力は、組織化された色素に特有である。上記の反応は光の存在しない条件でも
自発的に起こることを強調しておきたい。チラコイド抽出物の体内投与では光の
存在が除外されると思われるので、この観察は治療上の観点から重要である。From equation 5 above, it is clear that it is preferable to take every conceivable means of maintaining both pigments (chlorophyll and carotenoids) in the ground state in order to obtain an extract with optimal activity. Is. An isolated carotenoid, such as a carotenoid that is not organized within the thylakoid structure, would not be able to effectively quench the triplet chlorophyll molecule. The advantage of having organized pigments is that the extract retains the vitality of the native thylakoid membranes so that they can capture ROS, transfer energy, and reinitiate a new activation cycle. It seems that you will acquire the ability to return to the state. This vitality and ability to regenerate is typical of organized pigments. It should be emphasized that the above reaction occurs spontaneously even in the absence of light. This observation is important from a therapeutic point of view, as the in vivo administration of thylakoid extracts appears to rule out the presence of light.
【0034】
最適化された立体配置とカロテノイド比率を有するチラコイドは、特にROSに
対して十分な活性を保持すると思われる。このような抗酸化剤は、ROSの生成が
関与する疾患や障害の発現を低減するのに有用と思われる。このような疾患や障
害は、炎症、癌および放射線暴露に関係する病因を有するものかもしれない。こ
のような疾患や障害は、火傷、日焼け、乾癬、皮膚炎等の皮膚;外傷、脳卒中、
パーキンソン病、神経毒、痴呆、アルツハイマー病等の脳;関節リウマチ等の関
節;糖尿病、膵炎、内毒素肝傷害、腸虚血等の胃腸管;白内障発生、網膜症、変
性網膜障害等の眼;アテローム性動脈硬化症等の脈管;ファンコーニ貧血、マラ
リア等の赤血球;冠動脈血栓症等の心臓;喘息、COPD等の肺;移植、糸球体腎炎
等の腎臓;炎症、癌、虚血−再灌流状態、薬物中毒、鉄分過常摂取、栄養失調、
アルコール中毒、放射線、老化、アミロイド病等の多器官に影響を及ぼすものを
含む。一部の疾患へのROSの関与に関する文献は以下のとおりである。Thylakoids with optimized configuration and carotenoid ratio appear to retain sufficient activity, especially against ROS. Such antioxidants may be useful in reducing the expression of diseases and disorders involving ROS production. Such diseases and disorders may have etiologies associated with inflammation, cancer and radiation exposure. Such diseases and disorders include skin such as burns, sunburn, psoriasis, dermatitis; trauma, stroke,
Brains such as Parkinson's disease, neurotoxin, dementia, Alzheimer's disease, joints such as rheumatoid arthritis, gastrointestinal tract such as diabetes, pancreatitis, endotoxin liver injury, intestinal ischemia, etc .; Vessels such as atherosclerosis; red blood cells such as Fanconi anemia and malaria; heart such as coronary artery thrombosis; lungs such as asthma and COPD; kidneys such as transplantation and glomerulonephritis; inflammation, cancer, ischemia-re Perfusion status, drug poisoning, iron overdose, malnutrition,
Includes those that affect multiple organs such as alcoholism, radiation, aging, amyloid disease. Literature on the involvement of ROS in some diseases is:
【0035】 皮膚: 火傷 Youn, 1992 日焼け Golan, 1994 乾癬 Lange, 1998 a,b 皮膚炎 Polla, 1992 脳: 外傷 Juurlink, 1998 脳卒中 El Kossi, 2000 パーキンソン病 Ebadi, 1996 神経毒 Foler, 2000 アルツハイマー病 Smith, 2000 関節: 関節リウマチ Cimen, 2000 胃腸管: 糖尿病 Gerber, 2000 膵炎 Sakorafas, 2000 内毒素肝傷害 McGuire, 1966 腸虚血 Lai, 2000 眼: 白内障発生 Eaton, 1994 未熟児網膜症 Hardy, 2000 変性網膜障害 Castagne, 2000 脈管: アテローム性動脈硬化症 Singh, 1997 赤血球: 貧血 Anastassopoulou, 2000 マラリア Ginsburg, 1999 心臓: 冠動脈血栓症 Chen, 1995 肺: 喘息 Montuschi, 1999 COPD Montuschi, 2000 腎臓: 糸球体腎炎 Barros, 2001 多器官: 移植 Jonas, 2000 炎症 El-Kadi, 2000 癌 Prior, 2000 虚血 Lewen, 2000 薬物中毒 Sinha, 1990 鉄分過剰摂取 Karbownik, 2000 栄養失調 Olszewski, 1993 アルコール中毒 Lieber, 1997 老化 Cadenas, 2000 放射線 Bednarska, 2000 アミロイド病 Floyd, 1999[0035] Skin: Burn Youn, 1992 Tans Golan, 1994 Psoriasis Lange, 1998 a, b Dermatitis Polla, 1992 brain: Trauma Juurlink, 1998 Stroke El Kossi, 2000 Parkinson's disease Ebadi, 1996 Neurotoxin Foler, 2000 Alzheimer's disease Smith, 2000 joint: Rheumatoid arthritis Cimen, 2000 Gastrointestinal tract: Diabetes Gerber, 2000 Pancreatitis Sakorafas, 2000 Endotoxin liver injury McGuire, 1966 Intestinal ischemia Lai, 2000 eye: Cataract development Eaton, 1994 Retinopathy of Prematurity Hardy, 2000 Degenerative retinopathy Castagne, 2000 Vessel: Atherosclerosis Singh, 1997 Red blood cells: Anemia Anastassopoulou, 2000 Malaria Ginsburg, 1999 heart: Coronary thrombosis Chen, 1995 lung: Asthma Montuschi, 1999 COPD Montuschi, 2000 kidney: Glomerulonephritis Barros, 2001 Multi-organ: Transplant Jonas, 2000 Inflammation El-Kadi, 2000 Cancer Prior, 2000 Ischemia Lewen, 2000 Drug Addiction Sinha, 1990 Iron overdose Karbownik, 2000 Malnutrition Olszewski, 1993 Alcoholism Lieber, 1997 Aging Cadenas, 2000 Radiation Bednarska, 2000 Amyloid disease Floyd, 1999
【0036】
治療用途以外に、本発明のチラコイドは、バイオセンサーまたはバイオフィル
ターまたはバイオリアクターとして試験されてきた当技術分野の葉緑体誘導組成
物を有利に代替し得ることが判明した。当分野の技術によってこれらの特定の用
途が教示されるが、これらの葉緑体誘導組成物は安定性を欠き、非常に迅速に分
解するために、商業的観点からこれらの用途は実用的でない。したがって、安定
で活力あるチラコイド抽出物は、これらの機能しない葉緑体誘導組成物を有利に
代替し得ると思われる。In addition to therapeutic applications, it has been found that the thylakoids of the invention can advantageously replace chloroplast-derived compositions in the art that have been tested as biosensors or biofilters or bioreactors. Although the art teaches these particular uses, these chloroplast-derived compositions lack stability and degrade very rapidly, making these uses impractical from a commercial perspective. . Thus, stable and vigorous thylakoid extracts could advantageously replace these non-functional chloroplast derived compositions.
【0037】
バイオセンサー:
有毒な生成物の検出は、汚染物質の存在に伴う環境リスクを評価するために重
要である。有効なバイオアッセイでは普通生物が使用され、次の条件が最小限満
たされると思われる。
i) それらは自然環境に対応すべきであり、
ii) それらは再現性を有すべきであり、
iii) 虚偽の結果を全くまたは殆どもたらさないように、それらは信頼性を有す
べきであり、かつ
iv) それらは感度を有すべきである。Biosensor: The detection of toxic products is important for assessing the environmental risk associated with the presence of pollutants. Effective organisms will normally use organisms and will meet the following minimum requirements: i) they should correspond to the natural environment, ii) they should be reproducible, and iii) they should be reliable so as to give no or little false result. And iv) they should be sensitive.
【0038】
毒性検出は、各種の汚染試料を分析するために十分な柔軟性も提供すべきであ
る。理想的には、毒性を即時に調べ、感知すべきである。毒性検出は、少なくと
も3部門の産業、製紙業、汚染土壌分析および農業に用途を有する。以上のすべ
ての場合には、望ましくない状況を速やかに正すために、汚染物質の存在に関す
る情報が必要である。Toxicity detection should also provide sufficient flexibility to analyze various contaminated samples. Ideally, toxicity should be investigated and sensed immediately. Toxicity detection has applications in at least three sectors of industry, the paper industry, contaminated soil analysis and agriculture. In all of the above cases, information on the presence of pollutants is needed to quickly correct the undesirable situation.
【0039】
有毒生成物を感知するために実際の技術が直面する主な問題は、マスやDaphne
a magnaのような生物を用いたとき、生物試験の結果を得るのに発生する48時
間から96時間までの長い遅れである。良い検出装置とは、廃液の汚染性を即時
かつ連続的に測定し得る材料を使用することによって、利用できる従来の生物試
験とは異なる装置と思われる。植物の光合成活性によって発生する蛍光を測定す
る幾つかの生物検出装置が市販されているが、光の存在によって誘発され、汚染
物質の存在によって変調される電荷を測定できるシステムがあれば、理想的と思
われる。この技術は、蛍光測定技術よりはるかに安価であると思われる。チラコ
イド材料全体の上で光合成活性を評価する技術があれば、特定の蛋白質複合体、
即ちPSIIの活性を測定する蛍光測定法より好ましいと思われる。したがって、チ
ラコイド材料を含む装置は、より広い作用スペクトルで毒性を測定するという利
点を有すると思われる。このような検出装置は、所与の光強度で生成する電子の
数を測定することになろう。2〜3秒後に得られる電流(Epmax)は、チラコイ
ドの光合成活性に比例するはずである。汚染物質の濃度に対して光電流をプロッ
トすれば、典型的なS字形曲線が得られ、その上でEC50の推定値が求められるは
ずである。The main problems faced by practical technology for sensing toxic products are trout and Daphne
With organisms such as a magna, there is a long delay of 48 to 96 hours that occurs in obtaining the results of biological tests. A good detection device appears to be a device that differs from the traditional biological tests available by using a material that allows the immediate and continuous measurement of wastewater contamination. There are several biodetectors on the market that measure the fluorescence generated by the photosynthetic activity of plants, but it would be ideal if there were a system that could measure the charge induced by the presence of light and modulated by the presence of contaminants. I think that the. This technique seems to be much cheaper than the fluorometric technique. If there is a technique for evaluating photosynthetic activity on the entire thylakoid material, a specific protein complex,
That is, it seems to be preferable to the fluorometric method for measuring the activity of PSII. Therefore, devices containing thylakoid materials would have the advantage of measuring toxicity with a broader spectrum of action. Such a detector would measure the number of electrons produced at a given light intensity. The current obtained after a few seconds (Ep max ) should be proportional to the photosynthetic activity of thylakoids. If plotted photocurrent versus the concentration of the contaminant, typical S-shaped curve is obtained, it should estimate the EC 50 of determined thereon.
【0040】
光電流はAllenおよびCraneによって1976年に既に測定された。電子伝達は
、光合成活性全体および植物の生理的健康度の信頼性のある代表的な尺度となる
ことが判明した。AllenおよびCraneの研究から、汚染物質および光に対する反応
状態を再生する活力および能力と共に、大きな安定性を有する抽出物は、既知の
装置より非常に好ましいと思われる。検出装置は、所与の光強度で生成する電子
の数を測定することになろう。2〜3秒後に得られる光電流の最大値(Ipmax)
は、チラコイド膜の光合成活性に比例するはずである。光電変換チャンバ中に存
在する光合成阻害剤(汚染物質または汚濁物質)の濃度に対してIpmaxをプロッ
トすれば、典型的なS字形曲線が得られる。その阻害剤効力は、容易に評価する
ことができる(IC50)。Photocurrent was already measured in 1976 by Allen and Crane. Electron transfer has been found to be a reliable and representative measure of overall photosynthetic activity and physiological health of plants. From the work of Allen and Crane, it appears that extracts with great stability, together with the vitality and ability to regenerate pollutants and reaction conditions to light, are highly preferred over known devices. The detector will measure the number of electrons produced at a given light intensity. Maximum photocurrent obtained after 2-3 seconds (Ip max )
Should be proportional to the photosynthetic activity of the thylakoid membrane. A typical sigmoidal curve can be obtained by plotting Ip max against the concentration of photosynthetic inhibitors (pollutants or pollutants) present in the photoelectric conversion chamber. Its inhibitor potency can be easily assessed (IC 50 ).
【0041】
検出装置は、白色光源、2個の電極を収容する光電変換チャンバ、光誘起電流
を測定するための検出手段およびデータ(電流)を集め、処理するためのコンピ
ュータ手段を含むものと思われる。同定または測定対象の有毒物質、汚染物質ま
たは汚濁物質を含む液体試料が、チラコイド膜抽出物と接触される。その混合物
をチャンバ中に導入した後、短時間の照射を行う(1分未満)。その装置または
器械は、複数の試料を同時に処理し、分析すると思われる。It is assumed that the detection device comprises a white light source, a photoelectric conversion chamber containing two electrodes, a detection means for measuring the photoinduced current and a computer means for collecting and processing the data (current). Be done. A liquid sample containing the toxic, pollutant or pollutant to be identified or measured is contacted with the thylakoid membrane extract. After introducing the mixture into the chamber, irradiation is carried out for a short time (less than 1 minute). The device or instrument would process and analyze multiple samples simultaneously.
【0042】
バイオフィルター/バイオリアクター:
植物中の光合成装置は、その各成分に対して親和性を有する分子を捕捉し、蓄
積することができるので、本発明の抽出物も植物自体と同じ能力を有すると想像
される。その上、捕捉分子の一部を処理し得るので、本発明の抽出物はバイオリ
アクターとして作用すると思われる。捕捉し易い分子は、例えば、除草剤、殺虫
剤、殺カビ剤、尿素、イオンおよび重金属、ならびにO3、CO、H2S、NO、CO2、O2
等のガスである。本発明のバイオフィルターは用途が広く、温度変化に耐性があ
ると思われる。Biofilter / Bioreactor: Since the photosynthetic device in a plant can capture and accumulate molecules having an affinity for each component thereof, the extract of the present invention has the same ability as the plant itself. Imagine having. Moreover, it is believed that the extract of the present invention acts as a bioreactor since it can process some of the capture molecules. Captured easily molecule, for example, herbicides, insecticides, fungicides, urea, ions and heavy metals, as well as O 3, CO, H 2 S , NO, CO 2, gas such as O 2. The biofilter of the present invention is versatile and appears to be resistant to temperature changes.
【0043】
実用的な時間の間活性を保持することのできる、元のままの機能的チラコイド
を回収する方法を、教示する実用的プロセスは存在しない。There is no practical process that teaches how to recover intact functional thylakoids that can retain activity for a practical amount of time.
【0044】
植物が脅威となる事態に対処する優れた自然の能力を有していることは、前記
のことから明白である。チラコイドは、このような極端な事態に抵抗し、順応す
るように特に適合している。It is clear from the above that plants have excellent natural ability to cope with threatening situations. The thylakoids are particularly adapted to resist and adapt to these extremes.
【0045】
米国特許第4698360号は、フリーラジカルスカベンジャーとして有用な
プロアントシアニジンを含む植物抽出物について記載している。この抽出物を作
製する方法は次の段階を含む。
a)カイガンショウの皮の粗粉末の入手、
b)沸騰水中でのその抽出、
c)固体からの液体の分離、
d)液体の常温への冷却、
e)ろ過、
f)「塩析」沈殿による不用物の除去、
g)活性成分の酢酸エチル中への抽出、
h)有機相の乾燥、
i)固体の再懸濁および活性成分のクロロホルムによる再沈殿、および
j)固体の再懸濁と、その後の高度な精製。US Pat. No. 4,698,360 describes plant extracts containing proanthocyanidins useful as free radical scavengers. The method of making this extract comprises the following steps. a) Obtaining crude powder of cabbage skin, b) Extraction in boiling water, c) Separation of liquid from solid, d) Cooling of liquid to ambient temperature, e) Filtration, f) "Salting out". Removal of waste by precipitation, g) extraction of the active ingredient into ethyl acetate, h) drying of the organic phase, i) resuspension of the solid and reprecipitation of the active ingredient with chloroform, and j) resuspension of the solid. And then advanced purification.
【0046】
この参考文献は特定の型の活性成分の単離に関するもので、言換えれば色素が
相互に分離していない光合成成分の主要部を含むと思われるチラコイドの調製に
関するものではない。This reference relates to the isolation of a particular type of active ingredient, in other words not to the preparation of thylakoids which are believed to contain the major part of the photosynthetic component in which the dyes are not separated from one another.
【0047】
この参考文献は、実際、本発明が関係する一般的技術における全体的教示の典
型である。この先行技術は、1個または複数の所与の植物成分の単離に系統的に
関係するものであって、完全かつ機能的な状態で保存された成分の主要部を含む
元のままのチラコイドの分離に関するものではない。This reference is, in fact, representative of the general teachings in the general art to which the invention pertains. This prior art relates systematically to the isolation of one or more given plant constituents and contains an intact thylakoid containing a major portion of the constituents preserved in a complete and functional state. It's not about separation.
【0048】
Planta 164: 487-494において、Glick等(1985)は、様々な型の光にエンドウを
当てたときの、光化学系IIおよびI(PSII/PSI)の化学量論比の変動を記述してい
る。PSIおよびPSIIの電子伝達能力が、各々PSIIおよびPSIに特異的な指示薬であ
る2,5−ジメチル−p−ベンゾキノンおよびNADPのような指示薬の存在下で測
定されている。非活性化光環境である緑色光が使用されているが、元のままの活
性化し得るチラコイドを分離することを目的とするプロセスで、植物を条件付け
するためにそれが使用されているのではない。その参考文献は、本質的に葉緑体
の組成物の研究に関するもので、所与の光の質および強度の関数としてのチラコ
イド活性の保持に関するものではない。植物はむしろ、赤色波長が減耗または富
化された様々な光の中で条件付けされている。この参考文献は、クロロフィルと
カロテノイドの間のエネルギー移動を促進し、かつフリーラジカルの捕捉を促進
するように、光合成色素を互いに近接させておくべきであるという事実に関する
ものではない。したがって、チラコイド中の自然状態で光合成色素を単離するこ
とになる条件は、この参考文献中では格別に教示されていないし、触れられても
いない。In Planta 164: 487-494, Glick et al. (1985) describe the variation in stoichiometry of photosystems II and I (PSII / PSI) when exposed to various types of light peas. is doing. The electron transfer capacity of PSI and PSII has been measured in the presence of indicators such as 2,5-dimethyl-p-benzoquinone and NADP, which are specific indicators for PSII and PSI, respectively. A non-activating light environment, green light, is used, but it is not used to condition plants in a process that aims to separate intact activatable thylakoids. . The reference is essentially concerned with the study of chloroplast composition, not retention of thylakoid activity as a function of given light quality and intensity. Rather, plants are conditioned in a variety of lights with red wavelengths depleted or enriched. This reference does not relate to the fact that the photosynthetic dyes should be in close proximity to each other to promote energy transfer between chlorophyll and carotenoid and to facilitate free radical scavenging. Therefore, the conditions that would result in isolation of the photosynthetic dye in the thylakoid in its natural state are not specifically taught or mentioned in this reference.
【0049】
Mason等(1991)は、Plant Physiol. 97: 1576-1580で葉緑体を分離する方法を
教示しているが、その方法は、ホモジナイゼーションによる分散段階を使用する
のではなく、植物懸濁液を毎秒0.5mLの流速で27番針中に強制的に通過さ
せる段階を利用している。その植物溶液は、pH7.5で0.3M ソルビトールを
含む緩衝液を含んでいる。針中を強制的に通過させた調製液をパーコール勾配中
で遠心し、チラコイドを含む他の成分から葉緑体を分離する。したがって、この
プロセスは、全く単純な段階および反応物を用いたチラコイドの回収を本質的に
目的とし、規模拡大も容易な本発明のプロセスとは異なっている。この参考文献
では光条件に言及していない。更に、葉緑体を完全に保つ条件が、葉緑体を分解
する条件と同じでないのは明白である。本発明の方法では、葉緑体は分解される
が、チラコイド膜は実質的に元のままで回収される。したがって、この参考文献
は、本発明を教示することができない。Mason et al. (1991) teaches a method for separating chloroplasts in Plant Physiol. 97: 1576-1580, which method does not use a homogenization dispersion step. A step of forcing the plant suspension through a No. 27 needle at a flow rate of 0.5 mL per second is utilized. The plant solution contains a buffer containing 0.3 M sorbitol at pH 7.5. The preparation that has been forced through the needle is centrifuged in a Percoll gradient to separate chloroplasts from other components, including thylakoids. Therefore, this process differs from the process of the present invention, which is essentially aimed at the recovery of thylakoids using quite simple steps and reactants and is easy to scale up. No light conditions are mentioned in this reference. Furthermore, it is clear that the conditions that keep chloroplasts intact are not the same as the conditions that degrade chloroplasts. In the method of the present invention, the chloroplasts are degraded, but the thylakoid membrane is recovered substantially intact. Therefore, this reference cannot teach the present invention.
【0050】
カナダ特許出願第2110038号は、植物抽出物を安定化させる方法を記載
している。しかし、これらの抽出物は細胞液や汁であって、チラコイド膜ではな
い。この参考文献では、チラコイドを安定化させるために、その膜から自然の電
子供与体である水を取出すことには言及していない。Canadian Patent Application No. 2110038 describes a method of stabilizing plant extracts. However, these extracts are cell fluids and juices, not thylakoid membranes. This reference does not mention the removal of water, the natural electron donor, from the film to stabilize the thylakoids.
【0051】
上記のことに鑑みて、元のままの機能的なチラコイド膜の分離に導く実用的な
方法は、当分野で教示されていない。更に、チラコイド成分を安定化させる条件
も教示されていない。最後に、ROSから細胞成分を取出すための、分離チラコイ
ド膜の使用も教示されていない。In view of the above, no practical method is taught in the art to lead to the separation of intact functional thylakoid membranes. Furthermore, the conditions for stabilizing the thylakoid component are not taught. Finally, the use of discrete thylakoid membranes to remove cellular components from ROS is also not taught.
【0052】
したがって、完全性を維持し、場合により許容し得る時間の間活性化すること
ができ、再活性化したときに、そのROSスカベンジャー活性により抗酸化剤とし
て作用し得る活性チラコイドを得る方法の開発は、未解決の難題である。光化学
系成分に関する文献で入手し得るものは増加しているが、チラコイド活性の分離
および保存の条件を教示している実用的方法は未だ出版されていない。Thus, a method of obtaining active thylakoids that can maintain their integrity and can be activated for an optionally tolerable time and, upon reactivation, can act as antioxidants due to their ROS scavenger activity. The development of is an unsolved challenge. Despite the increasing availability of literature on photosystem components, no practical method has been published that teaches conditions for separation and storage of thylakoid activity.
【0053】
その上、フリーラジカルは多くの細胞成分の分解の原因になり得るので、それ
を捕捉することは他の植物成分を保護すると予想される。したがって、本発明の
方法は、チラコイド以外の植物成分を改良された収率で生成すると思われる。Moreover, scavenging free radicals is expected to protect other plant components, as free radicals can cause the degradation of many cellular components. Thus, the method of the invention appears to produce plant components other than thylakoids in improved yields.
【0054】
特に製薬分野では強力な抗酸化剤に対する需要があるので、このような任意の
抗酸化剤を提供する方法、ならびに十分な効力だけでなく、持続的活性を有する
抗酸化剤自体の価値も、大いに認識されよう。更に、センサーまたは検出器、捕
捉材またはフィルター、バイオリアクターまたは生体分子生産装置に対する需要
がある。There is a need for strong antioxidants, especially in the pharmaceutical field, so a method of providing any such antioxidant, as well as the value of the antioxidant itself, not only with sufficient potency, but also with sustained activity. Will be greatly appreciated. Furthermore, there is a need for sensors or detectors, capture materials or filters, bioreactors or biomolecule production devices.
【0055】[0055]
本発明は、機能的チラコイドを有する抽出物を得る単純な方法を提供すること
を目的とする。本発明は、他の細胞成分からチラコイドを精製する方法も提供す
る。分離されていないか、または分離されているチラコイドを含む安定化された
抽出物を提供することは、本発明の他の目的である。安定化された抽出物は、チ
ラコイドを活性化すると思われる電子供与体を本質的に含んでいない。最も豊富
な電子供与体は水であるので、安定化された抽出物はしたがって無水であるのが
好ましい。水は、例えば溶媒または乾燥によって追出すことができる。両性溶媒
、特にプロピレングリコール等の界面活性剤を試した結果、成功した。この種の
溶媒は膜の構造成分を分解せず、かつ水分子を置換し、水溶液中に再溶解したと
き凝集体の形成を防止する利点を有している。安定化された抽出物は、水のよう
な電子供与体を添加しない限り、実質的な活性の損失なしにより長い貯蔵寿命を
有している。安定化された抽出物は、活性化を開始するために、使用前に準備な
しに復水される。一度活性化された抽出物の活性は、他の如何なる既知の抗酸化
剤よりはるかに長続きするが、そのことは、即時の完全な消耗ではなく、一定水
準の活性の再生を示している。更に、抗酸化剤の効力は、酸化性傷害の程度に応
じて適応する、即ち増減する。The present invention aims to provide a simple method for obtaining an extract with functional thylakoids. The invention also provides methods for purifying thylakoids from other cellular components. It is another object of the present invention to provide a stabilized extract containing unseparated or separated thylakoids. The stabilized extract is essentially free of electron donors that appear to activate thylakoids. Since the most abundant electron donor is water, the stabilized extract is therefore preferably anhydrous. Water can be driven off, for example, by solvent or drying. As a result of trying an amphoteric solvent, especially a surfactant such as propylene glycol, the result was successful. This type of solvent has the advantage that it does not decompose the structural components of the membrane, it replaces water molecules and prevents the formation of aggregates when redissolved in aqueous solution. The stabilized extract has a longer shelf life without substantial loss of activity unless an electron donor such as water is added. The stabilized extract is reconstituted unprepared before use to initiate activation. The activity of the extract once activated is much longer lasting than any other known antioxidant, indicating a level of regeneration of activity rather than immediate exhaustion. Furthermore, the efficacy of antioxidants adapts, ie increases or decreases, depending on the extent of oxidative damage.
【0056】[0056]
本発明によれば、請求項1に明示した方法が提供される。 According to the invention, a method as specified in claim 1 is provided.
【0057】
本発明は、チラコイドを含む光合成生物から得られる抽出物を得る方法であっ
て、
a)チラコイドを含む生体成分の懸濁液を提供する段階、および
b)1から1.3の間の粘度および2より高く、10より低いpHを有する媒質中
で、チラコイドを元のままに維持しながら、その生体成分を破壊する段階であっ
て、その媒質は次式に従って計算される体積で添加され、
((媒質の体積+植物成分含水量)/植物成分乾重量)>10
それによって、チラコイド、細胞屑/膜および液相で本質的に構成される第1抽
出物が得られ、前記チラコイドが完全な光合成色素を含む段階
を含む方法を提供する。The present invention is a method of obtaining an extract obtained from a photosynthetic organism containing thylakoids, comprising the steps of: a) providing a suspension of biological components containing thylakoids, and b) between 1 and 1.3. In a medium having a viscosity of 2 and a pH higher than 2 and lower than 10 while destroying its biogenic constituents while maintaining the thylakoid intact, the medium being added in a volume calculated according to the formula: ((Volume of medium + water content of plant components) / dry weight of plant components)> 10, thereby obtaining a first extract consisting essentially of thylakoids, cell debris / membrane and liquid phase, said thylakoids Provides a step wherein the comprises a complete photosynthetic dye.
【0058】[0058]
前記式の計算値は、25と150の間に含まれるのが好ましい。 The calculated value of the above formula is preferably comprised between 25 and 150.
【0059】
媒質のpHは、好ましくは5と8の間、より好ましくは7と7.5の間に含まれ
る。The pH of the medium is preferably comprised between 5 and 8, more preferably between 7 and 7.5.
【0060】
段階a)の懸濁液は、生体成分または組織を前記媒質中に機械的に分散するこ
とによって、得られる。The suspension of step a) is obtained by mechanically dispersing the biological component or tissue in the medium.
【0061】
好ましい実施形態では、段階a)の前に、前記生体に光、浸透圧、熱、冷たさ
、凍結、乾燥、ホルモン、化学的および生物学的誘導物質から選択される条件付
けパラメーターを受けさせる段階を行う。In a preferred embodiment, prior to step a) the organism is subjected to conditioning parameters selected from light, osmotic pressure, heat, coldness, freezing, drying, hormones, chemical and biological inducers. Perform the step.
【0062】
最も好ましい実施形態では、段階a)の前に、約500と600nmの間に含
まれる波長の光環境で前記生体を条件付けする段階を行い、段階b)を同じ光環
境の下で行う。In a most preferred embodiment, step a) is preceded by the step of conditioning said living body in a light environment with a wavelength comprised between about 500 and 600 nm and step b) under the same light environment. .
【0063】
その粘度は、糖を添加することによって部分的に実現される。糖を1.5M以
上もの濃度で添加してよい。好ましくは、前記溶液中の約0.2から0.4Mの
スクロース濃度、または0.2から0.4Mのスクロースに等価な粘度を実現す
る糖が添加される。The viscosity is achieved in part by adding sugar. Sugar may be added at concentrations as high as 1.5M or higher. Preferably, sugar is added to achieve a sucrose concentration of about 0.2 to 0.4 M in the solution, or a viscosity equivalent to 0.2 to 0.4 M sucrose.
【0064】
前記方法で使用される媒質の特定の例は、トリスまたは酢酸またはアスコルビ
ン酸緩衝液(20mM、pH7.0〜7.5)、およびソルビトールまたはスクロース3
50mMである。Particular examples of media used in the method are Tris or acetate or ascorbate buffer (20 mM, pH 7.0-7.5) and sorbitol or sucrose 3
It is 50 mM.
【0065】
本発明の方法は、更に次の段階c)、即ち、チラコイド、細胞屑/膜および液
相を相互に分離することによって、各々、分離チラコイド、細胞屑および膜、お
よび液相で本質的に構成される第2、第3および第4の抽出物を形成する段階を
含んでもよい。The process according to the invention is further essentially composed of the following steps c), namely separating thylakoids, cell debris / membrane and liquid phase from each other, respectively in separated thylakoids, cell debris and membranes and liquid phase. May comprise the steps of forming second, third and fourth extracts that are composed of:
【0066】
分離段階は、チラコイド、細胞屑および膜、および液相の各沈降係数の差に基
づいて特に行われた。The separation step was carried out in particular on the basis of the differences in the sedimentation coefficients of thylakoids, cell debris and membranes and of the liquid phase.
【0067】
このような分離段階の特定の例は、チューブの上部にフィルターを備えたその
チューブ内で10000gで10分第1抽出物を遠心する際に、フィルターは、
チラコイドおよび液相がフィルターを通過する一方、細胞屑および膜がその上に
沈着する適当な多孔性を有し、チラコイドがチューブの下部でペレットを形成す
ることを含む。あるいは、例えば圧搾および/またはろ過によって先ず細胞屑お
よび膜を回収した後、もっと細かな精製、例えば液相からチラコイドを分離する
ことによって、粗精製が実現され得る。A particular example of such a separation step is that when centrifuging the first extract for 10 minutes at 10000 g in a tube with a filter on top of the tube, the filter is
Includes that the thylakoids and liquid phase pass through the filter while the cell debris and membranes have suitable porosity on which the thylakoids form a pellet at the bottom of the tube. Alternatively, crude purification can be achieved by first collecting cell debris and membranes, eg by squeezing and / or filtration, and then finer purification, eg separating thylakoids from the liquid phase.
【0068】
分離後、次の段階d)を付け加えることによって、第1から第4の各抽出物を
安定化し得る。その段階は、前記の各抽出物から任意の電子供与体を消去するこ
とによって、好ましくは(冷たさから成分を保護し得る)糖の存在下で光合成色
素を不活性化し、安定化させることである。この段階では、第2および第3の抽
出物が特に対象となる。After separation, each of the first to fourth extracts can be stabilized by adding the next step d). The step is to deactivate and stabilize the photosynthetic dye by eliminating any electron donors from each of the above extracts, preferably in the presence of sugar (which may protect the component from cold). is there. At this stage, the second and third extracts are of particular interest.
【0069】
想定される第1の電子供与体は水であり、そのため抽出物は無水となるように
処理される。The first electron donor envisaged is water, so the extract is treated to be anhydrous.
【0070】
段階c)の後、真空凍結乾燥または非変質性で両性の溶媒か界面活性剤で水を
交換することによって、水を除去し得るが、この場合の非変質性とは、チラコイ
ド構造成分を解離または損傷することができないことを意味している。After step c), the water may be removed by vacuum freeze-drying or by exchanging the water with a non-altering amphoteric solvent or a surfactant, in which case the non-altering refers to the thylakoid structure. It means that the component cannot be dissociated or damaged.
【0071】 試用して結果の良かった両性溶媒は、プロピレングリコールである。[0071] An amphoteric solvent that has been used successfully has been propylene glycol.
【0072】
前記方法から生じる生成物を提供することは、本発明の更に他の目的である。
第一に、活性化される能力を有する純粋なチラコイド抽出物が提供される。安定
化された抽出物が好ましい。チラコイドおよびセルロース性物質の豊富な前記の
第3抽出物も、本発明の範囲に入り、即ち安定化形態をとる。チラコイドの安定
化形態は、乾燥されているか、またはプロピレングリコールのような両性溶媒で
構成される媒質中にあってもよい。前者は不溶状態か懸濁物であり、後者は溶液
をなす。チラコイドを含む抽出物は、電子供与体の存在下で再活性化される。想
定される第1の電子供与体は水である。一旦活性化されると、その抽出物はROS
の活力あるスカベンジャーとして作用する。It is a further object of the present invention to provide a product resulting from said method.
First, a pure thylakoid extract with the ability to be activated is provided. Stabilized extracts are preferred. The aforementioned third extract rich in thylakoids and cellulosic substances is also within the scope of the present invention, ie in stabilized form. The stabilized form of thylakoids may be dried or in a medium composed of amphoteric solvents such as propylene glycol. The former is an insoluble state or a suspension, and the latter is a solution. The thylakoid-containing extract is reactivated in the presence of an electron donor. The envisioned first electron donor is water. Once activated, the extract is ROS
Acts as the vital scavenger of.
【0073】
栄養剤、化粧剤および薬剤用途に対しては、このスカベンジャー活性は、ROS
の形成が介在する疾患や障害、殊に炎症、癌または放射線暴露に関係する病因を
有するものの治療や防止に有用である。For nutritional, cosmetic and pharmaceutical applications, this scavenger activity is
It is useful for the treatment and prevention of diseases and disorders mediated by the formation of erythrocytes, especially those having an etiology associated with inflammation, cancer or radiation exposure.
【0074】
第1のスカベンジングおよび保護作用は、紫外スペクトル中にある放射線に対
して利用される。したがって、チラコイドに対する局所用途およびチラコイドを
含む局所用組成物は、本発明の範囲に入る。The first scavenging and protective effect is exploited for radiation in the UV spectrum. Thus, topical applications for thylakoids and topical compositions containing thylakoids are within the scope of the invention.
【0075】
チラコイドは、皮膚や粘膜のような体表面上に、光子吸収性フィルムまたは被
膜を形成する能力を有することが判明した。この性質はROSスカベンジャー活性
とは無関係と思われる。したがって、チラコイドを含む抽出物は、活性化し得る
形態であるか否かによらず、放射線、即ち紫外領域の放射線に対するフィルター
として作用する。その抽出物が更に機能性チラコイドを有すると、UVフィルター
兼ROSスカベンジャーとして二重の役割を担う。その抽出物を更に、分子を検出
または捕捉するか、あるいはチラコイドに対する親和性を有する分子を生成また
は処理するか、あるいはその活性を妨害するための方法、組成物、装置のいずれ
かにおいて使用してもよい。It has been found that thylakoids have the ability to form photon absorbing films or coatings on body surfaces such as skin and mucous membranes. This property appears to be independent of ROS scavenger activity. Therefore, the thylakoid-containing extract acts as a filter for radiation, i.e. radiation in the ultraviolet range, whether in an activatable form or not. When the extract further has a functional thylakoid, it plays a dual role as a UV filter and ROS scavenger. The extract is further used in any of the methods, compositions, devices for detecting or capturing a molecule, or producing or treating a molecule having an affinity for thylakoids, or interfering with its activity. Good.
【0076】
このような分子の例は、トリアジン(例えば、アトラジン型およびジウロン型
除草剤)のような除草剤、キノン、クロルプロマジン、尿素、ホルムアルデヒド
、アルキルアミノシアノアクリレート、トリプシン、シアノアクリレート、トリ
ス、アデニン誘導体、ジスルフィラン(金属キレート化剤)、アセチルCoAカル
ボキシラーゼ、ジギトニン、重金属(例えば、Cu、Zn、Cd、Pb、Hg ...)、SO2
、NO2、NH2OH、CO2、CO、O3、O2、H2S、カルシウム拮抗剤(カルモジュリン型)
、硫酸塩、亜硫酸塩、重亜硫酸塩、亜硝酸塩、酢酸(塩)、乳酸(塩)、NO3 -、
HCO3 -、HCO2 -、F-、NO2 -、HSO3 -等の陰イオンである。Examples of such molecules are herbicides such as triazines (eg atrazine and diuron herbicides), quinones, chlorpromazine, urea, formaldehyde, alkylaminocyanoacrylates, trypsin, cyanoacrylates, tris, adenine. Derivatives, disulfirane (metal chelating agents), acetyl CoA carboxylase, digitonin, heavy metals (eg Cu, Zn, Cd, Pb, Hg ...), SO 2
, NO 2 , NH 2 OH, CO 2 , CO, O 3 , O 2 , H 2 S, calcium antagonist (calmodulin type)
, Sulfate, sulfite, bisulfite, nitrite, acetate (salt), lactate (salt), NO 3 -,
HCO 3 -, HCO 2 -, F -, NO 2 -, HSO 3 - , and the like of the anion.
【0077】
(発明の説明)
本発明を特定の実施形態および付随する図を参考として以下に説明するが、そ
の目的は本発明を例示するためであって、その範囲を制限するためではない。DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention is illustrated below with reference to specific embodiments and accompanying figures, whose purpose is to illustrate the present invention and not to limit its scope.
【0078】
(発明の説明)
本発明を特定の実施形態および付随する図を参考として以下に説明するが、そ
の目的は本発明を例示するためであって、その範囲を制限するためではない。DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention is illustrated below with reference to specific embodiments and accompanying figures, whose purpose is to illustrate the present invention and not to limit its scope.
【0079】
本明細書で使用する場合、「抗酸化剤」とは、酸化し得る生物基質を含む混合
物または構造中に存在するとき、その生物基質の酸化を有意に遅らせるか、また
は防止する物質である。抗酸化剤は、生物学的に重要な反応性フリーラジカルや
他のROS(一重項酸素、・O2-、H2O2、・OH、HOClフェリル、ペルオキシル、ペル
オキシナイトライト、アルコキシル...)をスカベンジするか、またはそれらの
形成を防止するか、またはフリーラジカルや他のROSを反応性のより低い種に触
媒的に変換することによって、作用することができる。As used herein, an “antioxidant” is a substance that, when present in a mixture or structure containing an oxidizable biomatrix, significantly delays or prevents the oxidation of that biomatrix. Is. Antioxidants are biologically important reactive free radicals and other ROS (singlet oxygen, · O2-, H 2 O 2 , · OH, HOCl ferryl, peroxyl, peroxynitrite, alkoxyl ...). Can act by scavenging or preventing their formation, or by catalytically converting free radicals or other ROS into less reactive species.
【0080】
本発明の抗酸化剤は、細胞培養液またはアッセイ反応物に添加したとき、抗酸
化剤で処理していない同時進行の細胞培養液またはアッセイ反応物と比較して、
スーパーオキシドのようなフリーラジカルや過酸化水素、一重項酸素等の非ラジ
カル性ROSの量の検出し得る減少を起こす場合、そのようなものであると見なさ
れる。適当な濃度(即ち、有効用量)は、実験的な用量−反応曲線の作成、QSAR
法の使用や分子モデル作製による同種物質の効力および有効性の予測、および薬
剤学で使用する他の方法を含む様々な方法によって、決定することができる。The antioxidants of the invention, when added to cell culture media or assay reactions, compared to co-progressing cell culture media or assay reactions that have not been treated with antioxidants,
It is considered to be such if it causes a detectable decrease in the amount of free radicals such as superoxide and non-radical ROS such as hydrogen peroxide and singlet oxygen. Appropriate concentrations (ie, effective dose) can be determined by experimental dose-response curve generation, QSAR
It can be determined by a variety of methods, including the use of methods and prediction of potency and efficacy of homologous substances by molecular modeling, and other methods used in pharmaceutics.
【0081】
ROS関連の疾患や障害に関わる症状を治療し、防止し、または軽減するため、
あるいはこのような疾患や障害の発現を低減するために、本発明を医学分野で使
用することを意図している。このような疾患や障害は、in vivoでフリーラジカ
ル、特に酸素ラジカル、および他のROSが生成するか、またはそれらに曝される
ことから、少なくとも部分的に生じる個人の状態を指す。単独の原因に基づく病
状がたとえ2〜3しかないとしても、ROSの病因への関与に関する文献や知識は
増加している。このような理由によって、「ROS関連疾患」という用語は、ROSに
よる傷害が病状の病理に働いていると考えられるか、あるいはフリーラジカル阻
害剤(例えば、デスフェリオキサミン)、スカベンジャー(例えば、トコフェロ
ール、グルタチオン)または触媒(例えば、SOD、カタラーゼ)の投与が、病状
を治療または防止する際に、症状を低減するか、生存を増加させるか、または他
の検知し得る臨床的便益をもたらすことによって、検知し得る便益を生み出すこ
とが示される状態であると当分野で認識されている病状を包含している。制限す
るためでなく、例として、本明細書で論じる病状、例えば虚血性再灌流傷害、炎
症性疾患、全身エリテマトーデス、心筋梗塞、脳卒中、外傷性出血、脊髄外傷、
クローン病、自己免疫病(例えば、関節リウマチ、糖尿病)、白内障形成、ブド
ウ膜炎、気腫、胃潰瘍、酸素中毒、新生物、望まざる細胞アポトーシス、放射線
宿酔は、ROS関連疾患とみなされる。更に、多くの炎症性の疾患や障害は、ROSが
炎症過程に介在することが知られているので、本発明から利便を得ると思われる
。例えば、活性化された好中球の「酸化バースト」は多量のスーパーオキシドラ
ジカルを生成し、それが活性化された好中球の細胞毒性を生じる上で必須要因で
あると考えられている。更に、好中球はグラフト化または移植した組織や細胞の
早死に関与しているので、抗酸化剤は、移植の成功に肝要な移植またはグラフト
化細胞の早期生存を増加させると思われる。To treat, prevent, or alleviate symptoms associated with ROS-related diseases and disorders,
Alternatively, the present invention is intended for use in the medical field to reduce the occurrence of such diseases and disorders. Such a disease or disorder refers to an individual's condition that results, at least in part, from the production or exposure to free radicals, particularly oxygen radicals, and other ROS in vivo. There is increasing literature and knowledge on the involvement of ROS in the etiology, even if there are only a few pathologies based on a single cause. For this reason, the term "ROS-related disease" may mean that ROS injury is responsible for the pathology of the condition, or that it is a free radical inhibitor (eg desferrioxamine), scavenger (eg tocopherol). , Glutathione) or a catalyst (eg, SOD, catalase) to reduce symptoms, increase survival, or provide other detectable clinical benefits in treating or preventing a medical condition. , Including conditions recognized in the art as conditions that are shown to produce a detectable benefit. By way of example, but not by way of limitation, conditions discussed herein, such as ischemic reperfusion injury, inflammatory disease, systemic lupus erythematosus, myocardial infarction, stroke, traumatic hemorrhage, spinal cord trauma,
Crohn's disease, autoimmune diseases (eg rheumatoid arthritis, diabetes), cataract formation, uveitis, emphysema, gastric ulcer, oxygen poisoning, neoplasms, unwanted cell apoptosis, radiation sickness are considered as ROS related diseases. Furthermore, many inflammatory diseases and disorders are known to benefit from the present invention as ROS are known to mediate inflammatory processes. For example, the "oxidative burst" of activated neutrophils is believed to produce large amounts of superoxide radicals, which is an essential factor in causing cytotoxicity of activated neutrophils. Furthermore, since neutrophils are involved in premature death of grafted or transplanted tissues and cells, antioxidants appear to increase the early survival of transplanted or grafted cells essential for successful transplantation.
【0082】[0082]
本発明は、ROSに対するスカベンジャー活性を有する強力な抗酸化性分子を構
成するであろう単離チラコイドおよびチラコイドの単離方法に関する。この抗酸
化剤は自然界に起源を有し、それ相応の濃度で使用すると毒性あるいは有害作用
を有することはないはずである。この抗酸化剤は安定化することもまた可能であ
って、それが経時的な安定度を確保し、したがって適度な保存性を確保する。安
定化は電子供与体(すなわち水分子)を引き抜くことで行われ、それがチラコイ
ドを静止状態に留める。チラコイドは電子供与体を加えること(すなわち水和)
によって活性化される。The present invention relates to isolated thylakoids and methods of isolating thylakoids that will constitute potent antioxidant molecules with scavenger activity against ROS. This antioxidant is of natural origin and should not have any toxic or detrimental effects when used in a corresponding concentration. The antioxidant can also be stabilized, which ensures its stability over time and thus its reasonable shelf life. Stabilization is done by withdrawing an electron donor (ie, a water molecule), which keeps the thylakoid in a quiescent state. Thylakoids add an electron donor (ie hydration)
Is activated by.
【0083】
調製ないし条件設定
チラコイドを粗懸濁液で回収するためのステップに入る前に採られる最初のス
テップは条件設定ステップであってもよい。この条件設定は場合によって行われ
、抽出物の組成を変えることができる。非活性状態での色素(すなわちクロロフ
ィルとカロテノイド)のレベルを最適化するために、条件設定ステップは作用条
件と同じ条件、例えば緑色光の下または暗状態で行われる。そのような環境の下
では、クロロフィルは一重項状態であることが好ましく、一方、カロテノイドは
基本状態であることが好ましい。この方式で準備が整うと、カロテノイドが活性
化されて三重項のクロロフィルから入るエネルギーを取り込む用意が整う(光保
護)。Preparation or Conditioning The first step taken before entering the step for recovering the thylakoids in crude suspension may be a condition setting step. This condition setting is performed depending on the case, and the composition of the extract can be changed. In order to optimize the levels of pigments (ie chlorophyll and carotenoids) in the inactive state, the conditioning step is performed under the same conditions as the working conditions, eg under green light or in the dark. Under such circumstances, chlorophyll is preferably in the singlet state, while carotenoids are preferably in the basic state. When ready in this way, carotenoids are activated and ready to take in energy coming from the triplet chlorophyll (photoprotection).
【0084】
抽出の溶液にビオラキサンチンのような他のキサントフィルを添加することに
よってチラコイド色素をさらに保護すること、あるいは狭い波長帯域(465〜
475nm)を有する光の下で作用させることによってカロテノイドの数を増大
させることもやはり可能である。Further protection of the thylakoid dye by adding another xanthophyll such as violaxanthin to the solution of extraction, or a narrow wavelength band (465-565).
It is also possible to increase the number of carotenoids by acting under light with (475 nm).
【0085】
さらに、有機体を光条件以外の或る条件設定ステップにかけることによってい
くつかの特定の成分について有機体、すなわち植物とその抽出物を富化させるこ
ともまた可能である。そのようなその他の条件設定には浸透ストレス、熱、冷気
、凍結、乾燥、ホルモン、および化学的および生物学的誘導物質が含まれる。こ
れらの条件設定パラメータすべては感受性のある有機体の応答につながり、その
後、それが前記いくつかの特定成分の富化になる。Furthermore, it is also possible to enrich the organism, ie the plant and its extract, for some specific constituents by subjecting the organism to certain conditioning steps other than light conditions. Such other condition settings include osmotic stress, heat, cold, freezing, drying, hormones, and chemical and biological inducers. All of these conditioning parameters lead to a response of the sensitive organism, which then leads to the enrichment of said certain components.
【0086】
この一例を挙げると、熱処理は熱ショックタンパク質の蓄積を促進するであろ
うし、それはROSに関連する疾病ないし障害(すなわち関節炎)を治療するのに
有用である。本方法のステップの主要な目的は、いくつかの価値ある成分、すな
わちチラコイドの分子成分の完全性を維持すること、および分子の状態を、好ま
しくはそれらの基本的な機能性状態に制御することである。To give an example of this, heat treatment would promote the accumulation of heat shock proteins, which would be useful in treating diseases or disorders associated with ROS (ie, arthritis). The main purpose of the steps of the method is to maintain the integrity of some valuable components, namely the molecular components of thylakoids, and to control the state of the molecules, preferably to their basic functional state. Is.
【0087】
粗抽出物の獲得
植物組織ないし植物体全体などの有機体全体ないしその組織で開始するとき、
この方法の最初のステップはホモジナイゼーション・ステップなどの分散ステッ
プである。植物組織は、例えば機械的に粉砕される。葉肉組織(葉ないし針葉)
はホモジナイザーに回収されるように回転ナイフまたは市販の回転式カッターを
用いて小片に切断してもよい。セルロース性物質を解離させてチラコイドを露出
させることにつながるあらゆる手段が適切であろう。Obtaining Crude Extract When starting with a whole organism or tissue, such as a plant tissue or whole plant,
The first step in this method is a dispersion step such as a homogenization step. The plant tissue is mechanically ground, for example. Mesophyll tissue (leaves or needles)
May be cut into small pieces using a rotating knife or a commercially available rotary cutter for recovery by a homogenizer. Any means leading to dissociation of the cellulosic material to expose the thylakoids would be suitable.
【0088】
光束を最適に最少化する光源(緑色光、λ=500〜600nm)の下で作用
させるのに加えて、理想的には、細胞密度を高めてかつ酵素によるあらゆる分解
を防止する目的で、作用条件には約2から20℃まで、好ましくは4℃未満の作
用温度を含む。作用条件はまた、糖のような高張化剤を使用した高張条件をも含
む。これらの条件は最適な粘度と流動性を達成する。ホモジナイゼーション・バ
ッファの特定の範例は以下の通りである。In addition to operating under a light source (green light, λ = 500-600 nm) that optimally minimizes the luminous flux, ideally it also aims to increase the cell density and prevent any enzymatic degradation. And the working conditions include a working temperature of about 2 to 20 ° C, preferably less than 4 ° C. Working conditions also include hypertonic conditions using hypertonic agents such as sugars. These conditions achieve optimum viscosity and flowability. Specific examples of homogenization buffers are as follows.
【表1】 [Table 1]
【0089】
溶液のpHは2以上10以下で、好ましくは5から8までで変化可能であり、さ
らに好ましくは7〜7.5の中性付近の値に維持することができる(図1)。The pH of the solution can be changed from 2 to 10 and preferably from 5 to 8, and more preferably can be maintained at a value near neutrality of 7 to 7.5 (FIG. 1).
【0090】
基準植物をホウレンソウとすると、植物の葉組織の湿重量(g)/バッファの
体積(mL)の比率は約1/3である。したがって、上記の処方はホウレンソウ
100gからチラコイドを抽出するのに適している。植物は、例えば家庭用のブ
レンダー内でバッファと混合されて約30秒間ホモジナイゼーションされる。植
物供給量は媒質の体積のように変えることができる。バッファそれ自体は中性付
近のpHを維持するためのものであればどれでも適切である。例えば、上記のトリ
ス・バッファは酢酸またはアスコルビン酸バッファで置き換えることも可能であ
る。どちらの置き換えバッファも共にヒトによる消費に受容可能であり、アスコ
ルビン酸はさらに消費する側にビタミンCを供給するという利点を有する。膜の
完全性を維持し、約1から1.3の粘度を保証するためにソルビトールが添加さ
れている(図2および3)が、市販のサッカロース、フルクトースあるいはター
ビナード(turbinado)のような他の適切な糖のいずれとでも、0.2から1.
5M(好ましくは0.2〜0.4M)のソルビトールと同じ効果を達成する濃度
で置き換えることができる。0.2〜0.4Mのスクロースは受容可能で安価な
成分であろう(図4)。MgCl2、NaCl、アスコルビン酸塩/酸のようなバッファ
成分は本方法に必要とは考えられないが、しかしそれらはより多くの活性を回収
することや活性を長期間維持することに役立つかもしれない(図5)。When the reference plant is spinach, the ratio of leaf tissue wet weight (g) / buffer volume (mL) is about 1/3. Therefore, the above formulation is suitable for extracting thylakoids from 100 g of spinach. The plants are mixed with buffer, for example in a domestic blender, and homogenized for about 30 seconds. The plant supply can be varied like the volume of medium. The buffer itself is suitable to maintain a near neutral pH. For example, the Tris buffer above can be replaced with an acetate or ascorbate buffer. Both displacement buffers are acceptable for human consumption, and ascorbic acid has the advantage of supplying vitamin C to the consumer. Sorbitol was added to maintain the integrity of the membrane and ensure a viscosity of about 1 to 1.3 (Figs. 2 and 3), but other saccharose, fructose or other turbinado such as turbinado. 0.2 to 1. With any suitable sugar.
It can be replaced with a concentration that achieves the same effect as 5M (preferably 0.2-0.4M) sorbitol. 0.2-0.4M sucrose would be an acceptable and inexpensive ingredient (Figure 4). Buffer components such as MgCl 2 , NaCl, ascorbate / acid are not considered necessary for this method, but they may help recover more activity or maintain activity for longer periods. Not (Fig. 5).
【0091】
中性付近のpHは最適なH+イオン濃度を維持するために優先して選択した。光
合成色素の解離を防止するために糖とpHは重要なパラメータである。冷地または
寒地環境、すなわち4℃以下で作用すると細胞液の比重は最大化される(図6参
照、ここではFRTS/1が本抽出物を象徴している)。低温はまた、酵素による分解
から成分を保護する。これらのホモジナイゼーション条件すべては、チラコイド
の分子構造の組織構造に実質的に影響を与えることなく、膜構造をそのクロロプ
ラスト内での有機体組織構造から解放する。したがってクロロプラストはチラコ
イドを破壊ないし分裂させることなくほぐされる。あらゆるセルロース質の保護
を外した細胞成分の表面がこうして増大する。A pH near neutral was preferentially chosen to maintain optimal H + ion concentration. Sugar and pH are important parameters to prevent dissociation of photosynthetic pigments. The specific gravity of cell liquor is maximized when it is operated in a cold or cold environment, that is, at 4 ° C. or lower (see FIG. 6, where FRTS / 1 symbolizes this extract). The low temperature also protects the components from enzymatic degradation. All of these homogenization conditions release the membrane structure from the organic tissue structure within its chloroplast without substantially affecting the tissue structure of the thylakoid molecular structure. Thus chloroplasts are loosened without destroying or splitting thylakoids. The surface of any cellulosic deprotected cellular components is thus increased.
【0092】
抽出溶液中で植物組織を直接的に使用することが本方法において便利であった
。しかしながら、純粋なクロロプラストまたはクロロプラスト内で富化した調製
物またはクロロプラストを有するか有しない他の光合成有機体の調製物でさえも
使用することが有利となるのであれば、そうすることも可能である。培養細胞な
いし組織が植物体全体と置き換え可能であることもまた明白である。It was convenient in this method to use the plant tissue directly in the extraction solution. However, if it would be advantageous to use pure chloroplasts or preparations enriched in chloroplasts or even preparations of other photosynthetic organisms with or without chloroplasts, do so as well. It is possible. It is also clear that the cultured cells or tissues can replace the whole plant.
【0093】
ホウレンソウの葉から開始すると、次の式に従うとチラコイドの収量はかなり
良くなり、
α/β>10
ここでαは湿重量/乾燥重量の比であり、βは湿重量/(媒質の体積+植物成分
含水量)の比である。Starting from spinach leaves, the yield of thylakoids is significantly better according to the following formula: α / β> 10 where α is the wet weight / dry weight ratio and β is wet weight / (medium It is the ratio of volume + water content of plant components).
【0094】 したがって、 ((媒質の体積+植物成分含水量)/植物成分乾重量)>10 となる。[0094] Therefore, ((Volume of medium + water content of plant components) / dry weight of plant components)> 10 Becomes
【0095】 さらに正確には(好ましくは)、 ((媒質の体積+植物成分含水量)/植物成分乾重量)=25−150 である。[0095] More precisely (preferably) ((Volume of medium + water content of plant components) / dry weight of plant components) = 25-150 Is.
【0096】
選択したバッファの体積および選択した植物の水分含量に依存して収量が変わ
る可能性があることに言及するのは価値のあることである。例えば、マツの針葉
はホウレンソウの葉の場合よりもはるかに問題にならない量の内因性水分含量を
有する。植物材料の一様な湿重量を得るために、マツの針葉からチラコイドを単
離するためには上式のすべてのパラメータを考慮に入れて、バッファの体積はホ
ウレンソウの葉に比べて増やさなければならない。It is worth mentioning that the yield may vary depending on the volume of buffer selected and the water content of the plant selected. For example, pine needles have a much less significant amount of endogenous water content than do spinach leaves. Taking into account all the parameters of the above formula for the isolation of thylakoids from pine needles, in order to obtain a uniform wet weight of plant material, the volume of buffer should be increased compared to spinach leaves. I have to.
【0097】
単独で得られた粗抽出物はそのまま、または脱水して、またはさらに分画して
使用することのできる最初の画分を構成する。The crude extract obtained alone constitutes the first fraction which can be used as such, or after dehydration or further fractionation.
【0098】
植物画分の分離
ホモジナイゼーション・ステップに続いて分離ステップがある。チラコイドは
細胞片および可溶性成分から、それらの沈降係数の違いに基づいて分離される。
チラコイドの沈降係数は細胞のオルガネラのそれよりも上位にある。携帯型バケ
ット中で10,000×gで10分間チラコイドを遠心分離した。10,000
×g未満であるが3,000gを超える遠心力を、それに応じて遠心時間を調節
しながら使用することができる(図7)。チラコイドのペレットとして最適な手
ごろさは、10,000〜12,000×g、10分間で得られた。同等の結果
を得るためのいかなる他のスピードと時間を適合させることも可能である。処理
を大規模化すると異なるスピードと時間が意図される。沈降の間で、チラコイド
は次の式に相当するフィルタを通過し、
0.002≦X≦0.2
ここでXは線径当たりの開口を積算することによって算出される(すべてミリメ
ートル)。細胞片と膜は遠心チューブの上位部分でこのフィルタによって止めら
れる。したがって、チラコイドを含む底部のペレットが容易に回収され、ペレッ
トは直ぐに使用されてもよいし、またはさらに分画されることもあり、またはい
つか将来使用するために安定化されることもある。もちろん、チラコイドを単離
するという同じ目的を達成するために他の何らかの方法が使用されることもある
。例えば、スクロース勾配のような密度勾配を使用することが可能である。何ら
かのクロマトグラフィーないしアフィニティー溶液および方法を使用することも
できる。上記の特定した方法によると、大規模な処理では全体的かつ高純度の分
離は1つのステップでは達成されないと考えられる。したがって、全体的な精製
が最初に圧搾機またはフィルタで為され、チラコイドと液相の高純度の分離は後
のステップで達成されるであろう。Separation of Plant Fractions A homogenization step is followed by a separation step. Thylakoids are separated from cell debris and soluble components based on their difference in sedimentation coefficient.
The thylakoid sedimentation coefficient is higher than that of cellular organelles. The thylakoids were centrifuged for 10 minutes at 10,000 xg in a handheld bucket. 10,000
Centrifugal forces of less than xg but more than 3,000g can be used with the centrifugation time adjusted accordingly (Figure 7). Optimal affordability for thylakoid pellets was obtained at 10,000-12,000 xg for 10 minutes. It is possible to adapt any other speed and time for equivalent results. Large scale processing is intended for different speeds and times. During settling, the thylakoids pass a filter corresponding to: 0.002 ≦ X ≦ 0.2 where X is calculated by integrating the openings per wire diameter (all millimeters). Cell debris and membranes are stopped by this filter in the upper part of the centrifuge tube. Thus, the thylakoid-containing bottom pellets are easily recovered and the pellets may be used immediately, or may be further fractionated, or sometime stabilized for future use. Of course, some other method may be used to achieve the same purpose of isolating thylakoids. For example, it is possible to use a density gradient such as a sucrose gradient. Any chromatographic or affinity solution and method may be used. According to the above-identified method, it is believed that large scale processing does not achieve overall and high purity separation in one step. Therefore, the overall purification will be done first in the press or filter and a high purity separation of thylakoids and liquid phase will be achieved in a later step.
【0099】
安定化
普通、分離ステップに引き続いて安定化ステップがある。このステップは膜に
結合しているかまたは非結合の水分子のような電子供与体の引き抜きを可能にし
、これはPSII系の活性化物質を除去するためのものである。画分は回収され、清
浄なバイアルに入れられる。特に抽出物全体、ペレット(チラコイド画分)およ
び細胞片/膜画分をそれぞれ表わす第1、第2および第3の画分は凍結乾燥され
る。その後、バイアルは少なくとも4時間にわたって真空と低温(約−20から
−50℃)に曝される。このように凍結乾燥された画分はそこに水が加えられる
まで長期間にわたって安定なままである。その他の安定化手段も使用可能である
。例えば、チラコイドの構造を損なうことなく水を追い出すために複数の界面活
性剤がその性能確認のために使用されてきた。これらの溶剤は次のものであって
、Triton X-100、PEG、ベータ-D-マルトシド、グリシン、グリセリン、グリセロ
ール、TWEEN(商標)、SDS、LDS、DMSO、コール酸塩、ステアリン酸塩およびプ
ロピレングリコールが使用されてきた。Stabilization Usually there is a stabilization step followed by a stabilization step. This step allows the withdrawal of electron donors such as water molecules that are either bound or not bound to the membrane, to remove activators of the PSII system. Fractions are collected and placed in clean vials. In particular, the first, second and third fractions, which represent the whole extract, the pellet (thylakoid fraction) and the cell debris / membrane fraction, respectively, are lyophilized. The vial is then exposed to vacuum and low temperature (about -20 to -50 ° C) for at least 4 hours. The lyophilized fraction thus remains stable for a long time until water is added to it. Other stabilizing means can also be used. For example, multiple surfactants have been used to confirm their performance to drive out water without compromising the structure of thylakoids. These solvents are: Triton X-100, PEG, beta-D-maltoside, glycine, glycerin, glycerol, TWEEN ™, SDS, LDS, DMSO, cholate, stearate and propylene. Glycol has been used.
【0100】
プロピレングリコールは好ましいものであったし、安定化剤として有利に凍結
乾燥に取って代わるであろう。プロピレングリコールは不活性で不動のチラコイ
ド調製物(水を加えると機能して充分に活性化する、図8参照)を供給するばか
りでなく、その可溶化を補助することで水和時のチラコイドを安定化する。水和
すると、普通はチラコイドは懸濁液を形成するが、100%プロピレングリコー
ルの存在下ではチラコイドは100mg/mL溶液の溶解度限界を有する溶液を
形成する。この溶液は活性化のために水で希釈することが可能である。この溶剤
もまた無毒である。Propylene glycol was preferred and would advantageously replace lyophilization as a stabilizer. Propylene glycol not only supplies an inactive, immobile thylakoid preparation (functions and is fully activated by the addition of water, see FIG. 8), but also assists in its solubilization to eliminate thylakoids during hydration. Stabilize. Upon hydration, thylakoids normally form suspensions, but in the presence of 100% propylene glycol, thylakoids form solutions with a solubility limit of 100 mg / mL solution. This solution can be diluted with water for activation. This solvent is also non-toxic.
【0101】
任意追加の分画
チラコイド膜はさらに部分画分に分画することができる。例えば、反応中心な
いし光化学系、集光性複合体、シトクロム複合体、特定の色素(クロロフィル、
カロテノイド)、プラストキノン、非光合成成分(細胞核)、またはミトコンド
リアを分離することが予想可能である。Optional Additional Fractionation The thylakoid membrane can be further fractionated into fractions. For example, reaction center or photochemical system, light-harvesting complex, cytochrome complex, specific dye (chlorophyll,
Carotenoids), plastoquinones, non-photosynthetic components (cell nuclei), or mitochondria can be predicted.
【0102】
チラコイドの完全性および活性
抽出物は実質的に純粋(>90%)のチラコイドを含み、それらは光合成活性
を有し、安定であり、そして抽出物は制御可能である。光合成活性は様々な技術
、すなわち酸素放出(Schlodder等、1999)、2,6ジクロロフェノールインド
フェノール(DCPIP)の光還元(Behera等、1983)および蛍光(Maxwell等、2000
)で評価されてきた。さらに、チラコイドの完全性は連続的な電流を測定する技
術で評価されてきており、いかなる分裂もこの電流の何らかの変化によって検出
されるはずである。この電流はPSIIから共役因子に向かって測定され、それはチ
ラコイドが上記で列挙した主要なサブユニット含むことおよびそれらが機能して
いることを示す。Thylakoid Integrity and Activity The extracts contain substantially pure (> 90%) thylakoids, they have photosynthetic activity, are stable, and the extracts are controllable. Photosynthetic activity can be achieved by various techniques, including oxygen release (Schlodder et al., 1999), photoreduction of 2,6-dichlorophenolindophenol (DCPIP) (Behera et al., 1983) and fluorescence (Maxwell et al., 2000).
) Has been evaluated. Furthermore, thylakoid integrity has been evaluated with techniques that measure continuous currents, and any disruption should be detected by some change in this current. This current was measured from PSII towards the coupling factor, indicating that the thylakoids contain the major subunits listed above and that they are functional.
【0103】
作用条件に緑色光が使用されたとき、色素はその基本状態(F0)で安定化され
、したがってあらゆる所望の効果の最適化および同期化が可能になる。一次電子
供与体の引き抜きのせいで安定化は可能になる。光合成活性(静止状態では欠如
し、電子供与体で活性化されると現れる)およびクロロフィルとカロテノイド濃
度によって測定される安定度は抽出後の数ヶ月にわたって存続する。クロロフィ
ル/カロテノイドの比率もまた複合体の活性にとって、およびエネルギーの吸収
と消費を維持するために重要である。When green light is used as the working condition, the dye is stabilized in its basic state (F 0 ), thus allowing optimization and synchronization of any desired effect. Stabilization is possible because of the abstraction of the primary electron donor. Photosynthetic activity (absent in the quiescent state and appearing upon activation with an electron donor) and stability as measured by chlorophyll and carotenoid concentrations persist for several months after extraction. The chlorophyll / carotenoid ratio is also important for the activity of the complex and for maintaining absorption and consumption of energy.
【0104】
抽出物はその天然の蛍光により容易に検出することができる。有毒な製品、溶
剤、洗浄剤および保存剤が上記のチラコイドに添加されていないので、製品でそ
の本来の性質すべてを維持されてきた。抽出物は完全に食用になる。チラコイド
を安定化させるためにたとえプロピレングリコールが使用されても、この溶剤は
酸化されてピルビン酸と酢酸を生じるので無害である。現在、この溶剤は食品の
乳化剤として使用され、これは界面活性特性を有することを意味する(しかしな
がら、チラコイドの完全性に有害でない)。それはさらに発酵およびカビの成育
に対して阻害活性を有する。したがって、この溶剤は本方法のいかなるステップ
でも使用可能であり、ホモジナイゼーションの間で水と混ぜてステップc(分離
ステップ)以降に水と混ぜないことも可能である。The extract can be easily detected by its natural fluorescence. Since no toxic products, solvents, detergents and preservatives have been added to the above thylakoids, the product has retained all its original properties. The extract is completely edible. Even if propylene glycol is used to stabilize the thylakoids, the solvent is harmless as it oxidizes to produce pyruvic acid and acetic acid. Currently, this solvent is used as an emulsifier in food products, which means it has surface-active properties (however, it is not detrimental to the integrity of thylakoids). It also has inhibitory activity on fermentation and mold growth. Therefore, the solvent can be used at any step of the method and can be mixed with water during homogenization and not mixed after step c (separation step).
【0105】
抽出物は乾燥ないし湿潤固体の形、または液体の形で提供することができる。
抽出物は容易に水和するけれども水に殆ど溶けないが、しかしプロピレングリコ
ール中で完全に再懸濁する。チラコイドは再度水和されることで再度活性化され
る。したがって、可溶化したチラコイドを含む組成を使用し、水溶液と接触する
とチラコイドが活性化することが想定される。The extract may be provided in the form of a dry to wet solid or in the form of a liquid.
The extract hydrates easily but is sparingly soluble in water, but is completely resuspended in propylene glycol. Thylakoids are reactivated by rehydration. Therefore, it is envisioned that a composition containing solubilized thylakoids will be used and that the thylakoids will be activated upon contact with an aqueous solution.
【0106】
副産物
上記の手法の中でチラコイドは第1の注目を受ける生成物であるけれども、チ
ラコイドから分離される他の植物成分もやはりその商業的価値ゆえに回収される
であろう。液体画分および細胞片/膜画分は興味対象のあらゆる植物分子を単離
するための出発材料として容易に得ることができる。後者の画分は単位植物当た
り回収されるチラコイドの収量を上げるために再抽出されることもある。他の画
分の成分が先行技術の方法から得られるあらゆる相当する成分と比べても優れた
性質を有することが予測される。本発明により調製されるチラコイドによって破
壊性ROSの形成が阻止されるか、またはすでに形成されたROSが捕捉されるゆえに
、ROSに感受性の他のいかなる植物成分もまた本方法から恩恵を受けることが予
想される。まったくのところ、普通は酸化で劣化する傾向のあるその他の成分は
有害な劣化源を除去することによって保存されるであろう。したがって、糖、タ
ンパク質、脂質、ビタミン、ミネラルおよびホルモンのようなあらゆる植物成分
は、例えば上記の方法から得られる液相を分画することによって得られ、それら
の成分は通常のものより大きな比活性を有するであろう。これに加えて、適切な
条件設定ステップが抽出物の関心対象成分を富化させることができる。By-Products Although thylakoids are the products of primary interest in the above procedure, other plant components separated from thylakoids will also be recovered due to their commercial value. The liquid and cell debris / membrane fractions are readily available as starting materials for the isolation of any plant molecule of interest. The latter fraction may be re-extracted to increase the yield of thylakoids recovered per unit plant. It is expected that the components of the other fractions will have superior properties compared to any comparable components obtained from prior art methods. Any other plant component sensitive to ROS may also benefit from this method because the formation of destructive ROS is prevented by the thylakoids prepared according to the present invention or the already formed ROS is trapped. is expected. At all, other components that normally tend to degrade by oxidation will be preserved by removing harmful sources of degradation. Therefore, all plant constituents such as sugars, proteins, lipids, vitamins, minerals and hormones are obtained by fractionating the liquid phase obtained, for example, from the above process, which constituents have a greater specific activity than usual. Will have. In addition to this, appropriate conditioning steps can enrich the components of interest in the extract.
【0107】
抽出物が機能することを確認した後、次のステップはそれらのROSに対するス
カベンジャー活性を確認することである。After confirming that the extracts are functional, the next step is to confirm their scavenger activity against ROS.
【0108】
チラコイドの抗酸化剤としての用途
抗酸化剤は(一重項酸素、過酸化水素、スーパーオキシドアニオンおよびヒド
ロキシルラジカルのような)ROSと相互作用する化合物である。無害な劣化生成
物を形成させるように活性酸素型は他の分子を劣化ないし不活化させ、そして突
然変異、癌ないし炎症を引き起こすのかもしれない。それらはさらに老化に関与
するかもしれない。本抽出物の抗酸化分子は次のもので、すなわちクロロフィル
、カロテノイドおよびビタミン(B、C、E、K、...)、シトクロムおよび
アントシアニンである。チラコイドは、それらの物理的組織構造がクロロフィル
保護の役割りの中でカロテノイドによる一重項酸素の捕捉を可能にするので、特
に抗酸化剤の役割りを果たしている。その消光効果は、カロテノイドが三重項ク
ロロフィルから入るエネルギーを熱として消散させ、再度そのエネルギーを受け
取る準備を整えるので、高い効力と比較的長い持続時間の両方を有する。したが
ってチラコイドは、その機能状態を再生させる能力ゆえに抗酸化剤の分野で傑出
しており、色素の組織構造が持続した抗酸化活性を可能にするであろう。Uses of thylakoids as antioxidants Antioxidants are compounds that interact with ROS (such as singlet oxygen, hydrogen peroxide, superoxide anions and hydroxyl radicals). Reactive oxygen species may degrade or inactivate other molecules, resulting in harmless degradation products, and cause mutations, cancer or inflammation. They may also be involved in aging. The antioxidant molecules of this extract are: chlorophyll, carotenoids and vitamins (B, C, E, K, ...), Cytochromes and anthocyanins. Thylakoids play a particular antioxidant role because their physical organization allows scavenging of singlet oxygen by carotenoids within their role in protecting chlorophyll. Its quenching effect has both high potency and a relatively long duration, as carotenoids dissipate the energy they enter from triplet chlorophyll as heat and are ready to receive it again. Therefore thylakoids stand out in the field of antioxidants due to their ability to regenerate their functional state, and the tissue structure of the pigment will allow a sustained antioxidant activity.
【0109】
本発明のチラコイドを、これ以降は植物バイオマスから抽出される生理活性分
子複合体を構成するFRTS/1と称する。FRTS/1の機能状態にある抗酸化活性はチラ
コイドの分子複合体の酸化還元電位に基づくものであり、そこではその様々な色
素および分子の間の三次元的構造と自然状態の距離は維持されている。この抗酸
化剤は最適構造と最適構成の指標である。The thylakoids of the present invention will hereinafter be referred to as FRTS / 1, which constitutes the bioactive molecule complex extracted from plant biomass. The functional antioxidant activity of FRTS / 1 is based on the redox potential of the molecular complex of thylakoids, in which the three-dimensional structure and natural distances between its various pigments and molecules are maintained. ing. This antioxidant is an indicator of optimal structure and optimal composition.
【0110】
・フルオレスカミン法によるタンパク質の定量化
安定化された抽出物のタンパク質濃度は、0.42〜0.65g/g抽出物で
ある。Protein quantification by the fluorescamine method The protein concentration of the stabilized extract is 0.42-0.65 g / g extract.
【0111】
チラコイドの抗酸化機能
ラジカル誘導型の脂質酸化での主要反応径路
タンパク質、DNA、脂質などのような生体分子の酸化を防止するために自然は
抗酸化剤を使用する。脂質の過酸化反応は特にいたるところにあって生きている
有機体の中で損傷を与える過程である。過酸化性のラジカル(ROO・)は、それ
らが脂質の過酸化反応を開始可能であり、かつ生物学的に重要な分子の多様な酸
化過程で中間体となるがゆえに生物学的系の中で重要なラジカルである。Antioxidant Function of Thylakoids Main Reaction Pathway in Radical-Induced Lipid Oxidation Naturally antioxidants are used to prevent the oxidation of biomolecules such as proteins, DNA, lipids and the like. Lipid peroxidation is a damaging process, especially in ubiquitous living organisms. Peroxidic radical (ROO ·) is that they are capable initiate the peroxidation of lipids, and in the becomes an intermediate in a variety of oxidation of biologically important molecules because biological systems Is an important radical.
【化8】
不飽和脂質部分の過酸化反応(反応式1〜3)はその構造に変化を引き起こし、
それが生物膜の物理学的性質を最終的には変える。脂質の過酸化反応の間で共役
ジエン基が形成され(反応式3のLOOH参照)、これがλmax=234nmでUV/Vi
s吸収を有し(ε=29,500M-1cm-1)、このことが形成される酸化生成
物の定量化を可能にする。定量的データを得るために脂質の過酸化反応は制御さ
れた方式で開始されねばならない(反応式1)。in vitroの実験で脂質の酸化を
調べるために、通気された水溶液中で充分に規定されたフラックスROO・を生じ
るアゾ開始剤がしばしば使用される。最も一般的に使用される水溶性のアゾ開始
剤はAAPHである(ときにはABAPと呼ばれる、反応式4)。[Chemical 8] The peroxidation reaction of unsaturated lipid moieties (Scheme 1 to 3) causes a change in its structure,
It ultimately changes the physical properties of the biofilm. Conjugated diene groups are formed during lipid peroxidation (see LOOH in Scheme 3), which is UV / Vi at λ max = 234 nm.
It has an s absorption (ε = 29,500 M −1 cm −1 ), which allows the quantification of the oxidation products formed. To obtain quantitative data, the lipid peroxidation reaction must be initiated in a controlled manner (Scheme 1). To investigate the oxidation of lipids in in vitro experiments, an azo initiator produced a well-defined flux ROO · in an aqueous solution that is vented is often used. The most commonly used water-soluble azo initiator is AAPH (Scheme 4, sometimes called ABAP).
【化9】 [Chemical 9]
【0112】
37℃におけるAAPHの分解速度はk=1.3×10-6M-1s-1であり、ROO・
形成の効率は50%であり、すなわち1molのAAPHが1molのROO・を生じ
る。ROO・生成のこの方法はいかなる時間的間隔内でも形成されるROO・の正確な
量の算出を可能にする。The decomposition rate of AAPH at 37 ° C. is k = 1.3 × 10 −6 M −1 s −1 , and ROO ·
Efficiency of formation is 50%, that is, AAPH of 1mol produce ROO · a 1mol. This method of ROO · generation allows a precise amount of calculation of ROO ·, which are also formed in any time interval.
【0113】
最も熱心に研究された抗酸化剤はビタミンEであり、ビタミンE類のうち最も
活性のある化合物はα−トコフェロール(α−TocH)である。それはラジカル連
鎖切断性の抗酸化剤であり、2つのペルオキシル・ラジカルを捕捉して非ラジカ
ルの生成物を生じることが可能であり、それにより脂質の過酸化反応を阻止する
(反応式5および6)。The most intensely studied antioxidant is vitamin E, and the most active compound of the vitamin Es is α-tocopherol (α-TocH). It is a radical chain scissioning antioxidant that is capable of scavenging two peroxyl radicals to produce a non-radical product, thereby blocking lipid peroxidation (Equations 5 and 6). ).
【化10】 [Chemical 10]
【0114】
反応式5で形成されるトコフェロキシル・ラジカル(Toc・)は比較的非反応
性のラジカルであって、普通はラジカル酸化連鎖反応を伝播させることができな
い。すべてのTocHが消費されるやいなや、まるで抗酸化剤が存在しないかのよう
に脂質の過酸化反応が生じる。[0114] tocopheroxyl radicals formed in Scheme 5 (Toc-) are relatively non-reactive radicals, usually can not propagate the radical oxidation chain reaction. As soon as all TocH is consumed, lipid peroxidation occurs as if no antioxidant were present.
【0115】
カロテノイド(Car)はFRTS/1で最もありそうな「抗酸化剤」であり、なぜな
らクロロプラストがその励起子伝播連鎖のためにカロテンおよびキサントフィル
のようなカロテノイドを利用するからである。カロテノイドとROSの反応が可能
な径路はいくつか存在し、それらの全体的な挙動は抗酸化活性からはるばる脂質
の過酸化に関する無効性にまでわたる。得られる実験結果は使用する反応条件に
よって決まる。カロテノイドとROO・とのあり得る反応は、Carotenoids (Cars) are the most likely “antioxidants” of FRTS / 1, because chloroplasts utilize carotenoids such as carotene and xanthophylls for their exciton-propagation chain. There are several pathways through which carotenoids can react with ROS, and their overall behavior ranges from their antioxidant activity to their ineffectiveness with respect to loose lipid peroxidation. The experimental results obtained depend on the reaction conditions used. Possible reaction of the carotenoids and ROO · is,
【化11】 である。[Chemical 11] Is.
【0116】
いくつかの反応は非ラジカルの生成物の形成につながり(反応式7+8、10
+11、12+14)、結果としてカロテノイドの全体としての抗酸化挙動につ
ながるであろう。その他の反応はペルオキシル・ラジカルを生じており(反応式
9および13)、脂質の過酸化反応の伝播に含まれる可能性がある。カロテノイ
ドの全体としての挙動は様々なあり得る反応径路のせいで明確に予測することが
できない。Some reactions lead to the formation of non-radical products (reactions 7 + 8, 10
+11, 12 + 14), resulting in an overall antioxidant behavior of carotenoids. Other reactions have generated peroxyl radicals (Equations 9 and 13) and may be involved in the propagation of lipid peroxidation reactions. The overall behavior of carotenoids cannot be clearly predicted due to the various possible reaction paths.
【0117】
使用する抗酸化剤の可能な反応径路に応じて、検出されるLOOHの濃度の時間的
プロファイルは一定の特徴を示す。ペルオキシル・ラジカル源としてアゾ開始剤
を使用することによって発生するROO・の量は算出可能となり、共役ジエン部分
の234nm吸収から酸化される脂質の量を決定することができる。遅滞期の間
で捕捉されるROO・の量もまた決定することができる。Depending on the possible reaction path of the antioxidant used, the temporal profile of the concentration of LOOH detected shows certain characteristics. The amount of ROO. Generated by using an azo initiator as a peroxyl radical source can be calculated and the amount of lipid oxidized can be determined from the 234 nm absorption of the conjugated diene moiety. The amount of ROO · trapped between the lag phase can also be determined.
【0118】
FRTS/1内の方法は「本来の」抗酸化特性を「回復」するかもしれない。そのよ
うな挙動に関してあり得るメカニズムはラジカルの捕捉過程ではなくて電子伝達
であるかもしれず(反応式15および16参照)、例えば、The method in FRTS / 1 may "restore" the "native" antioxidant properties. A possible mechanism for such behavior may be electron transfer rather than radical scavenging process (see equations 15 and 16), for example:
【化12】 である。[Chemical 12] Is.
【0119】
FRTS/1存在下での脂質酸化の濃度/時間プロファイルはこの仮説を試験すること
を可能にする。脂質の過酸化反応の実験の間のあり得る遅滞期の持続時間(図9
)から、「捕捉された」ラジカルの量を算出することができる。これはFRTS/1が
ペルオキシル・ラジカルを不活化することができるという結論を引き出すことを
可能にする。しかしながら、記述した抗酸化特性のあり得る再生はFRTS/1が完全
であって「本来の」活性を発揮することができる限りにおいてのみ有効となり得
ることに留意すべきである。全体として実験は最終的にERTS/1の抗酸化能につい
て定量的データを提供するであろう(Troloxと比較したFRTS/1の抗酸化動力学の
範例に関する図10参照)。β−カロテンをTroloxと比較したとき、前者は抗酸
化剤であるが、抗酸化剤に通常伴なう遅滞期を備えていない。The concentration / time profile of lipid oxidation in the presence of FRTS / 1 makes it possible to test this hypothesis. Possible lag phase duration between lipid peroxidation experiments (Fig. 9).
), The amount of “scavenged” radicals can be calculated. This makes it possible to draw the conclusion that FRTS / 1 can inactivate the peroxyl radical. However, it should be noted that the possible regeneration of the antioxidant properties described can only be effective as long as FRTS / 1 is able to exert its full "natural" activity. Overall, the experiments will eventually provide quantitative data on the antioxidant capacity of ERTS / 1 (see Figure 10 for the paradigm of antioxidant kinetics of FRTS / 1 compared to Trolox). When β-carotene is compared to Trolox, the former is an antioxidant but lacks the lag phase normally associated with antioxidants.
【0120】
脂質は生存有機体の細胞膜、リポタンパク質およびその他の膜構造の主要成分
であるので、本研究ではPLPC-FRTS/1(1−パルミトイル−2−リノレオイル−s
n−グリセロ−3−ホスファチジルコリン)ミセルを標準酸化分析の基質として
使用した。開始剤の2,2’−アゾビス−(2−アミジノプロパン)ジヒドロク
ロリド(AAPH)から生起されるペルオキシル・ラジカルによって導入されるPLPC
-FRTS/1の酸化は234nmに最大吸収をもつ共役ジエン系の形成と共にリノレ
ン酸部分の対応するヒドロペルオキシドへの酸化という結果につながる。Since lipids are a major component of cell membranes, lipoproteins and other membrane structures of living organisms, PLPC-FRTS / 1 (1-palmitoyl-2-linoleoyl-s was used in this study.
N-glycero-3-phosphatidylcholine) micelles were used as substrates for standard oxidative analysis. PLPC introduced by peroxyl radicals generated from the initiator 2,2'-azobis- (2-amidinopropane) dihydrochloride (AAPH)
-FRTS / 1 oxidation results in the formation of a conjugated diene system with an absorption maximum at 234 nm with the oxidation of the linolenic acid moiety to the corresponding hydroperoxide.
【0121】
PLPC(1−パルミトイル−2−リノレオイル−sn−グリセロ−3−ホスファチジ
ルコリン)ミセルの調製
CHCl3に溶かした25mg/mLのPLPC-FRTS/1の溶液(Avanti Polar Lipids
)をN2流中で蒸発させて乾燥物にした。金属イオンを除去するために前もってC
helex(登録商標)で処理したリン酸バッファ食塩水(PBS)(281μL)をPL
PC-FRTS/1に加え、この混合液を2分間渦流撹拌した。Chelex(登録商標)で処
理したコール酸ナトリウム水溶液109μL、30mg/mL(Aldrich Chemic
al Company Inc., Milwaukee, WI, U.S.A)をこの混合液に加え、2分間渦流撹
拌した。ミセルのサイズを均質化するためにこの混合液を20回ポリカーボネー
ト膜(ポア・サイズ100nm)に通した。Preparation of PLPC (1-palmitoyl-2-linoleoyl-sn-glycero-3-phosphatidylcholine) micelles 25 mg / mL PLPC-FRTS / 1 solution in CHCl 3 (Avanti Polar Lipids
) Was evaporated to dryness in a stream of N 2 . C in advance to remove metal ions
PL buffered phosphate buffered saline (PBS) (281 μL) treated with helex (registered trademark)
In addition to PC-FRTS / 1, this mixture was vortexed for 2 minutes. 109 μL of sodium cholate aqueous solution treated with Chelex (registered trademark), 30 mg / mL (Aldrich Chemic
al Company Inc., Milwaukee, WI, USA) was added to this mixture and vortexed for 2 minutes. This mixture was passed through a polycarbonate membrane (pore size 100 nm) 20 times to homogenize the size of the micelles.
【0122】
FRTS/1をCHCl3に溶解し(12mg/mL)、この溶液1mLを6mLのPLPC-
FRTS/1(25mg/mL)と混合して終濃度6mg/mLのPC-FRTS/1を得た。
ミセルは上述のようにして調製した。アゾ開始剤(AAPH)は5mg/mLの濃度
にPBSで溶解して使用した。FRTS / 1 was dissolved in CHCl 3 (12 mg / mL) and 1 mL of this solution was added to 6 mL of PLPC-
By mixing with FRTS / 1 (25 mg / mL), PC-FRTS / 1 with a final concentration of 6 mg / mL was obtained.
The micelles were prepared as described above. The azo initiator (AAPH) was dissolved in PBS to a concentration of 5 mg / mL before use.
【0123】
標準化
ミセル、アゾ開始剤および波長を標準化するため、脱水された形のFRTS/1を使
用して初期実験を行った。最適な吸収は234nmにおいて得られた。Normalization Initial experiments were performed using the dehydrated form of FRTS / 1 to standardize micelles, azo initiators and wavelengths. Optimal absorption was obtained at 234 nm.
【0124】
3mLのPBSに溶解したPLPC-FRTS/1およびPLPC-FRTS/1+FRTS/1を5mg/m
Lのアゾ開始剤で2通りに希釈(10μLと20μL)して調製した100μL
のミセル溶液で2通りの予備実験をVarian社のCary 3紫外線/可視光分光器で波
長234nmで37℃にて10時間実施した。PC-FRTS/1に起因する234nm
でのバックグラウンド吸収がこれらの反応条件では高過ぎた。5 mg / m of PLPC-FRTS / 1 and PLPC-FRTS / 1 + FRTS / 1 dissolved in 3 mL of PBS
100 μL prepared by diluting in duplicate with L azo initiator (10 μL and 20 μL)
Two preliminary experiments were carried out on the Cary 3 UV / Visible spectrophotometer from Varian at 37 ° C. for 10 hours at a wavelength of 234 nm. 234nm due to PC-FRTS / 1
The background absorption at was too high under these reaction conditions.
【0125】
実験
上記の実験で得られた結果に基づいて、さらに希釈したFRTS/1溶液を使用する
ことに決定した(FRTS/1の終濃度は6.7μgであった)。陰性対照として、AA
PHから由来するペルオキシル・ラジカルによって媒介される酸化に耐性のある化
合物1,2−ジミリストイル−sn−グリセロ−3−ホスファチジルコリン(DMPC
)で作製したミセルにFRTS/1を組み入れた。0.6375mLのPBSに溶かした
15.937mgのDMPC-FRTS/1(ストック液25mg/mL)+1.053m
LのPBS+0.408mLのコール酸ナトリウム+CHCl3に溶かした0.2435
mLのFRTS/1(2mg/mL)から上述したようにミセルを調製した。したがっ
て以下の実験を実施した。
・3mLのPBS+100μLのPLPC-FRTS/1ミセル+10μLのアゾ開始剤
・3mLのPBS+100μLのPLPC-FRTS/1ミセル+20μLのアゾ開始剤
・3mLのPBS+100μLのPMPC+FRTS/1+10μLのアゾ開始剤
・3mLのPBS+100μLのPMPC+FRTS/120μLのアゾ開始剤
・3mLのPBS+10μLのアゾ開始剤
・3mLのPBS+20μLのアゾ開始剤Experiments Based on the results obtained in the above experiments, it was decided to use a further diluted FRTS / 1 solution (final concentration of FRTS / 1 was 6.7 μg). AA as a negative control
Compound 1,2-dimyristoyl-sn-glycero-3-phosphatidylcholine (DMPC) resistant to oxidation mediated by peroxyl radicals derived from PH
FRTS / 1 was incorporated into the micelle prepared in (1). 15.937 mg DMPC-FRTS / 1 (stock solution 25 mg / mL) +1.053 m dissolved in 0.6375 mL PBS
L PBS + 0.408 mL sodium cholate + 0.2435 dissolved in CHCl 3
Micelles were prepared as described above from mL FRTS / 1 (2 mg / mL). Therefore, the following experiment was carried out. 3 mL PBS + 100 μL PLPC-FRTS / 1 micelle + 10 μL azo initiator 3 mL PBS + 100 μL PLPC-FRTS / 1 micelle + 20 μL azo initiator 3 mL PBS + 100 μL PMPC + FRTS / 1 + 10 μL azo initiator 3 mL PBS + 100 μL PMPC + FRTS / 120 μL azo initiator · 3 mL PBS + 10 μL azo initiator · 3 mL PBS + 20 μL azo initiator
【0126】 反応を37℃にて10時間、分光器でモニタした。[0126] The reaction was spectroscopically monitored at 37 ° C. for 10 hours.
【0127】
結論
これらの結果は、0.3mg/mLでFRTS/1を含むPLPC-FRTS/1ミセルの最大O
D(234nm)が180分後に0.25になったのに対してFRTS/1の無いPLPC-
FRTS/1ミセルのODは同じ時間経過後に3.2であっとことを示している。これら
の結果は間違いなくFRTS/1が抗酸化特性を示すことを表わしている。Conclusions These results show that the maximum O of PLPC-FRTS / 1 micelles containing FRTS / 1 at 0.3 mg / mL.
DPC (234 nm) became 0.25 after 180 minutes, whereas PLPC without FRTS / 1-
The OD of the FRTS / 1 micelles is 3.2, which indicates a high temperature after the same amount of time. These results arguably show that FRTS / 1 exhibits antioxidant properties.
【0128】
ビタミンEと比較したFRTS/1溶液の抗酸化特性
FRTS/1とTrolox、水溶性のビタミンE類似物質の抗酸化特性を比較するために
低濃度の抗酸化剤を使用した(PBSで0.3mg/mLに溶解)。以下のサンプ
ルで37℃にて10時間、分光器で実施した。
1.3000μLのPBS+10μLのアゾ開始剤
2.3000μLのPBS+100μLのPLPCミセル+10μLのアゾ開始剤
3.2998μLのPBS+2μLの抗酸化剤(0.5mg/mL水溶液)+10
0μLのPLPCミセル+10μLのアゾ開始剤
4.2995μLのPBS+5μLの抗酸化剤(0.5mg/mL水溶液)+10
0μLのPLPCミセル+10μLのアゾ開始剤
5.2990μLのPBS+10μLの抗酸化剤(0.5mg/mL水溶液)+1
00μLのPLPCミセル+10μLのアゾ開始剤
6.2980μLのPBS+20μLの抗酸化剤(0.5mg/mL水溶液)+1
00μLのPLPCミセル+10μLのアゾ開始剤
7.2990μLのPBS+10μLのTrolox+100μLのPLPCミセル+10μ
Lのアゾ開始剤
8.2980μLのPBS+20μLのTrolox+100μLのPLPCミセル+10μ
Lのアゾ開始剤
9.2970μLのPBS+30μLのTrolox+100μLのPLPCミセル+10μ
Lのアゾ開始剤Antioxidant Properties of FRTS / 1 Solution Compared to Vitamin E To compare the antioxidant properties of FRTS / 1 and Trolox, water soluble vitamin E analogs, a low concentration of antioxidant was used (in PBS. Dissolved in 0.3 mg / mL). The following samples were run on a spectroscope for 10 hours at 37 ° C. 1.3000 μL PBS + 10 μL azo initiator 2.3000 μL PBS + 100 μL PLPC micelle + 10 μL azo initiator 3.2998 μL PBS + 2 μL antioxidant (0.5 mg / mL aqueous solution) +10
0 μL PLPC micelle + 10 μL azo initiator 4.2995 μL PBS + 5 μL antioxidant (0.5 mg / mL aqueous solution) + 10
0 μL PLPC micelle + 10 μL azo initiator 5.2990 μL PBS + 10 μL antioxidant (0.5 mg / mL aqueous solution) +1
00 μL PLPC micelle + 10 μL azo initiator 6.2980 μL PBS + 20 μL antioxidant (0.5 mg / mL aqueous solution) +1
00 μL PLPC micelle + 10 μL azo initiator 7.2990 μL PBS + 10 μL Trolox + 100 μL PLPC micelle + 10 μ
L azo initiator 8.2980 μL PBS + 20 μL Trolox + 100 μL PLPC micelles + 10 μL
L azo initiator 9.2970 μL PBS + 30 μL Trolox + 100 μL PLPC micelle + 10 μL
L azo initiator
【0129】 図10はTroloxよりもFRTS/1の方がさらに持続することを示している。[0129] FIG. 10 shows that FRTS / 1 is more persistent than Trolox.
【0130】
保護メカニズム
ラジカル酸素種(ROS)は容易に細胞内マクロ分子および構造体と相互作用し
、膜透過性の変化、プロテアーゼとヌクレアーゼの活性化、および変化した遺伝
子発現という結果につながる(Yu, 1994; SchiaffonatiとTiberio、1997)。ROS
によって導入されるこれらの細胞内変化がアポトーシスによる細胞死につながる
ことはよく知られている。著者らは次のことを企画した。
−FRTS/1の抗酸化特性を評価すること。
−抗酸化剤としてのFRTS/1の作用モードを判定すること。Protective Mechanisms Radical oxygen species (ROS) readily interact with intracellular macromolecules and structures, resulting in altered membrane permeability, protease and nuclease activation, and altered gene expression (Yu , 1994; Schiaffonati and Tiberio, 1997). ROS
It is well known that these intracellular alterations introduced by PAT lead to cell death by apoptosis. The authors planned the following: -To evaluate the antioxidant properties of FRTS / 1. -To determine the mode of action of FRTS / 1 as an antioxidant.
【0131】
IMR-32細胞は著者らの抽出物の抗酸化能力を評価するのに優れたモデルを構成
している。これらの細胞はアポトーシスを引き起こす酸化ストレスに敏感な神経
芽細胞腫の細胞である。IMR-32 cells constitute an excellent model for assessing the antioxidant capacity of our extracts. These cells are neuroblastoma cells that are sensitive to the oxidative stress that causes apoptosis.
【0132】
実験1.実験条件の標準化
細胞培養の選択
アポトーシスによって酸化ストレスに応答することで知られているヒト神経芽
細胞腫の細胞株(IMR-32)(Kim等、1999)をin vitroの細胞モデルとして使用
した。IMR-32細胞はそれらのp53遺伝子産物が細胞質内に閉じ込められるので特
にROSおよびその他の毒物に対して感受性である。この閉じ込めは、遺伝子は突
然変異していなくてもp53を不活化させる。Experiment 1. Standardization of experimental conditions Selection of cell culture A human neuroblastoma cell line (IMR-32) (Kim et al., 1999) known to respond to oxidative stress by apoptosis was used as an in vitro cell model. IMR-32 cells are particularly sensitive to ROS and other toxins because their p53 gene product is trapped in the cytoplasm. This confinement inactivates p53 even if the gene is not mutated.
【0133】
ROS誘導物質の選択
第三ブチルヒドロペルオキシド(TBHP)を酸化ストレス誘導薬剤として使用し
た。TBHPはドーパミン作動性のニューロンでMPTPによって誘導される酸化ストレ
スとは対照的に何らニューロン特異性を有していない。このことは、(多くの神
経組織変性疾病で見出されるもののような)より一般化された酸化ストレス条件
に関連する研究を様々な細胞表現型で実施する必要がある場合、比較を可能にす
るであろう。Selection of ROS Inducers Tertiary butyl hydroperoxide (TBHP) was used as an oxidative stress inducer. TBHP has no neuronal specificity in contrast to oxidative stress induced by MPTP in dopaminergic neurons. This allows comparisons when studies related to more generalized oxidative stress conditions (such as those found in many neurodegenerative diseases) need to be performed with different cell phenotypes. Ah
【0134】
A.IMR-32培養細胞にアポトーシスを誘導するためのTBHPの最適投与量の決定
ウェル当たり1000個のIMR-32細胞を使用して1時間のインキュベーション
で実験を行った。50、75および100μMのTBHPは78%、87%および8
7%のアポトーシスを生じた。他の実験でアポトーシスを誘導するのに50μM
のTBHPを選択した。A. Determination of optimal dose of TBHP to induce apoptosis in IMR-32 cultured cells Experiments were carried out using 1000 IMR-32 cells per well with 1 hour incubation. TBHP at 50, 75 and 100 μM is 78%, 87% and 8
It resulted in 7% apoptosis. 50 μM to induce apoptosis in other experiments
I chose TBHP.
【0135】
B.FRTS/1の投与
IMR-32細胞に対して、TBHPと共に様々な希釈率を使用した。凍結乾燥したチラ
コイド画分を出発材料としてプロピレングリコール中で1:10の母体となる溶
液を構成した。特定しない限り、記述した希釈率はこの母体溶液の希釈率である
。FRTS/1によってもたらされた保護は希釈率1:10、1:100および1:1
000でそれぞれ28%、35%および75%であった。後者の希釈率をさらな
る実験について適用した。B. FRTS / 1 Administration Various dilutions were used with TBHP on IMR-32 cells. A lyophilized thylakoid fraction was used as a starting material to form a 1:10 matrix solution in propylene glycol. Unless otherwise specified, the dilutions stated are the dilutions of this matrix solution. The protection provided by FRTS / 1 is 1:10, 1: 100 and 1: 1 dilution
000 was 28%, 35% and 75%, respectively. The latter dilution was applied for further experiments.
【0136】
1.細胞培養
95%空気および5%CO2の加湿した雰囲気中で37℃にて、10%のFBSを添
加したMEMでIMR-32細胞を生育させた。1×104個細胞/T25 Falcon組織培養フ
ラスコの密度で細胞を植え付け、週に2回サブカルチャーを行った。すべての実
験に48時間経過後の培養物を使用した。最初の実験では、ウェル当たり100
0個の細胞を植え付けた。後に表に示したように数は3000に増加した。1. Cell Culture IMR-32 cells were grown in MEM supplemented with 10% FBS at 37 ° C. in a humidified atmosphere of 95% air and 5% CO 2 . Cells were seeded at a density of 1 × 10 4 cells / T25 Falcon tissue culture flask and subcultured twice a week. Cultures after 48 hours were used for all experiments. In the first experiment, 100 per well
0 cells were seeded. The number increased to 3000 as shown later in the table.
【0137】
2.in vitroのプロトコルでの酸化ストレス
96ウェルのプレート(Linbro flat bottom)のNo.12の横列全部以外のすべ
てのウェルに1000または3000個細胞/ウェル/100μLを植え付けた
。24時間後、250μLのPBS(pH7.2)で2回細胞を洗浄し、32ウェル各々
を100および200μMのTBHP溶液(Sigma Chemical Companyから入手した7
0%水溶液)でそれぞれ1時間処理した。1時間後、新鮮な生育培地を加えるの
に先だって細胞をPBSで2回穏やかに洗浄した。24時間後、以下の手法により
、DNA結合蛍光染料Hoechstに基づいて高感度蛍光分析法によって生存細胞を分析
した。この試験は集合の合計DNAを測定するものであり、測定値は細胞数と密接
に相関する。培地は穏やかな吸引でアスピレータ処理した。細胞を250μLの
PBSでゆすいだ。穏やかな吸引でPBSをアスピレータ処理した。ゆすぎのステップ
を繰り返した。横列12のDNA標準とブランク以外の各々のウェルに100μL
の分解バッファ(1×SSCに溶解した0.02%のSDS)を加えた。このプレート
をたまに渦流撹拌しながら37℃で1時間インキュベートした。40μg/mL
のDNA100μLをDNAウェルに加え、1×SSCバッファ100μLをブランクと
して処理されたウェルに加えた。1×SSCに溶解した100μLの40μg/m
LのHoechst 33258を各々のウェルに加え、光から保護するためにアルミニウム
・ホイルでカバーした。このプレートを5分間穏やかに撹拌し、励起波長355
nmおよび発光波長460nmで蛍光を読み取った。2. Oxidative stress in the in vitro protocol All wells except all 12 rows of 96 well plates (Linbro flat bottom) were seeded with 1000 or 3000 cells / well / 100 μL. After 24 hours, the cells were washed twice with 250 μL of PBS (pH 7.2) and 32 wells each containing 100 and 200 μM TBHP solution (obtained from Sigma Chemical Company 7
0% aqueous solution) for 1 hour each. After 1 hour, cells were gently washed twice with PBS prior to adding fresh growth medium. After 24 hours, viable cells were analyzed by a high-sensitivity fluorescence analysis method based on the DNA-binding fluorescent dye Hoechst by the following method. This test measures the total DNA of the population, and the measurement value correlates closely with the cell number. The medium was aspirated by gentle aspiration. 250 μL of cells
Rinse with PBS. PBS was aspirated with gentle aspiration. Repeated the rinsing steps. 100 μL in each well except row 12 DNA standards and blanks
Lysis buffer (0.02% SDS in 1 × SSC) was added. The plate was occasionally incubated for 1 hour at 37 ° C with vortexing. 40 μg / mL
Was added to the DNA wells and 100 μL of 1 × SSC buffer was added to the wells treated as blanks. 100 μL of 40 μg / m dissolved in 1 × SSC
L Hoechst 33258 was added to each well and covered with aluminum foil for protection from light. The plate is gently agitated for 5 minutes and the excitation wavelength 355
Fluorescence was read at nm and emission wavelength of 460 nm.
【0138】
3.計算
非処理のCT=100%、TBHPの後の生存:42%、死滅細胞:100−42=
58%、PCの後の集合体サイズ:88%CTとの差異:100−88=12%TBHP
+PCの後の期待集合サイズ:100−58−12=30%。回収生存:60%生
存利得%:60−30=30発揮保護:30:60×100=50%。3. Calculation Untreated CT = 100%, survival after TBHP: 42%, dead cells: 100-42 =
58%, aggregate size after PC: 88% Difference from CT: 100-88 = 12% TBHP
Expected set size after + PC: 100-58-12 = 30%. Recovery survival: 60% survival gain%: 60-30 = 30 exertion protection: 30: 60 × 100 = 50%.
【0139】
4.LDH分析による細胞毒性の評価
この実験のために、l−グルタミン、フェノールフタレインおよびピルビン酸
ナトリウムを含まないMEM培地でIMR-32細胞を生育させ、3000個のIMR-32細
胞/ウェルを96ウェルのプレートに植え付けた。酸化ストレスをかけて24時
間後に、PBSで細胞を2回洗浄し、2本の横列を各々37℃にて1処理について
1:1000および1:10000のPC-FRTS/1で処理した。1時間後、PBSで細
胞を2回洗浄し、PBSを成長培地で置換した。2本の横列を各々1:1000お
よび1:10000のPC-FRTS/1で処理したが、一方、2本の横列を各々25お
よび50μMのTBHPでそれぞれ処理した。2本の横列が対照として未処理で残っ
た。LDH活性はSigma Diagnosticsから供給されたLactate Dehydrogenase Assay
Kitによって測定した。比色分析は残留ピルビン酸塩(酵素反応の基質)を測定
するものである。溶液単体(細胞不在)に存在する基礎活性は0%と考えられ、
各々の実験値から系統的に差し引かれた。2本の横列の未処理の対照をTriton X
-100(0.02%)で分解し、100%のLDH放出のサンプルとして扱った。4. Evaluation of cytotoxicity by LDH analysis For this experiment, IMR-32 cells were grown in MEM medium without l-glutamine, phenolphthalein and sodium pyruvate and 3000 IMR-32 cells / well in 96 wells. Planted in a plate. Twenty-four hours after oxidative stress, cells were washed twice with PBS and two rows were treated with PC-FRTS / 1 at 1: 1000 and 1: 10000 for each treatment at 37 ° C. After 1 hour, cells were washed twice with PBS and PBS was replaced with growth medium. Two rows were treated with PC-FRTS / 1 at 1: 1000 and 1: 10000 respectively, while two rows were treated with 25 and 50 μM TBHP respectively. Two rows remained untreated as a control. LDH activity is a Lactate Dehydrogenase Assay supplied by Sigma Diagnostics
Measured by Kit. Colorimetric analysis measures residual pyruvate, a substrate for enzymatic reactions. The basal activity present in the solution alone (without cells) is considered to be 0%,
It was systematically subtracted from each experimental value. Two rows of untreated controls were Triton X
Decomposed at -100 (0.02%) and treated as a sample with 100% LDH release.
【0140】
最初の2つの実験は手法、使用する細胞数、最適吸収波長、使用する最適ピル
ビン酸基質を標準化するために行った。3000個細胞/ウェル、0.4mLの
ピルビン酸、440nmでの分光器読み取りを標準にすると確定した。The first two experiments were performed to standardize the procedure, number of cells used, optimal absorption wavelength, optimal pyruvate substrate used. It was established that 3000 cells / well, 0.4 mL pyruvate, spectroscopic reading at 440 nm was the standard.
【0141】 FRTS/1は前処理、同時処理および後処理で酸化的損傷で使用した。[0141] FRTS / 1 was used in oxidative damage with pre-treatment, co-treatment and post-treatment.
【0142】 前処理 TBHP投与に曝す前にFRTS/1で2時間細胞を前処理した。[0142] Preprocessing Cells were pretreated with FRTS / 1 for 2 hours before exposure to TBHP administration.
【表2】 [Table 2]
【0143】 ・同時処理 細胞をFRTS/1とTBHPで同時に1時間処理した。[0143] ・ Simultaneous processing Cells were treated with FRTS / 1 and TBHP simultaneously for 1 hour.
【表3】 [Table 3]
【0144】 ・後処理 細胞を、TBHP投与に曝した1時間後にFRTS/1を3回投与する処理をした。[0144] ・ Post-processing Cells were treated with 3 doses of FRTS / 1 one hour after exposure to TBHP.
【表4】 [Table 4]
【0145】
「TBHP/CTでの細胞損傷率」は酸化剤によって引き起こされる損傷を表わすも
のであって未処理の対照の生存数からパーセンテージで算出される。「FRTS/1で
の減少率」は対照とFRTS/1曝露細胞での集合体サイズの差異を指す。「合計の期
待減少率」はTBHPおよびFRTS/1個々の曝露に起因する集合体サイズの差の合計で
ある。「期待生存率」は100−合計の期待減少率である。「TBHP+PC/CTでの生
存率」は1:1000に希釈したFRTS/1の存在下での実際の生存率である。「PC
により発揮された保護率」は上述したようにして算出される。“Cell damage rate on TBHP / CT” describes the damage caused by oxidants and is calculated as a percentage from the viable number of untreated controls. "Rate of reduction with FRTS / 1" refers to the difference in aggregate size between control and FRTS / 1 exposed cells. “Expected total reduction” is the sum of aggregate size differences due to individual exposures of TBHP and FRTS / 1. "Expected survival rate" is 100-the expected reduction rate in total. "TBHP + PC / CT viability" is the actual viability in the presence of FRTS / 1 diluted 1: 1000. "PC
The "protection ratio exerted by" is calculated as described above.
【0146】
前処理の実験で、FRTS/1の効果は後処理によって発揮される保護と比較すると
増大している(23%に対して50%および62%に対して77%)。PC-FRTS/
1の保護効果が抗酸化特性を通じて発揮されることが強く示唆される。低投与濃
度(25μM)では、酸化剤により引き起こされる損傷に対する保護は2倍であ
る。In the pretreatment experiments, the effect of FRTS / 1 is increased compared to the protection exerted by the posttreatment (50% for 23% and 77% for 62%). PC-FRTS /
It is strongly suggested that the protective effect of 1 is exerted through its antioxidant properties. At low dose concentrations (25 μM), there is double protection against damage caused by oxidants.
【0147】
明らかに、PC-FRTS/1の効力はその抗酸化特性に起因する防止処理として確認
される。Clearly, the efficacy of PC-FRTS / 1 is confirmed as a preventative treatment due to its antioxidant properties.
【0148】
FRTS/1の抗酸化特性は同時処理の実験で確認される。この生成物の効率は酸化
剤の最も高い投与量では後処理で報告されるそれと同等であり、前および後処理
それぞれで得られるそれの中間である。The antioxidant properties of FRTS / 1 are confirmed in co-treatment experiments. The efficiency of this product is comparable to that reported with the post-treatment at the highest doses of oxidant and intermediate to that obtained with the pre- and post-treatments respectively.
【0149】
FRTS/1はTBHP損傷の間でTBHPによって引き起こされるアポトーシスに対する保
護を発揮する。FRTS / 1 exerts protection against apoptosis induced by TBHP during TBHP injury.
【0150】
FRTS/1の強い抗酸化特性は酸化剤TBHPによってIMR-32細胞内で生じるROSに対
するその保護効果を通じて確認される。著者らの標準条件下では、保護効果は平
均62%である。The strong antioxidant properties of FRTS / 1 are confirmed through its protective effect against ROS generated in IMR-32 cells by the oxidant TBHP. Under our standard conditions, the protective effect averages 62%.
【0151】 抗酸化効果は前、同時および後処理で生じる。(図11aおよびb)[0151] Antioxidant effects occur with pre, simultaneous and post treatments. (Figs. 11a and b)
【0152】
IMR-32細胞に対してTBHPによって引き起こされる酸化的損傷が多くなるにつれ
て(TBHP投与量が増すにつれて)、FRTS/1によってさらに大きな保護が発揮され
る。これはFRTS/1の濃度とは無関係であり、なぜなら1/1000と同様に1/
10,000の希釈で見られるからである(図12Aおよび12Bにそれぞれ示
される)。これらの結果は本抽出物の活力を示すものである。FRTS / 1 exerts even greater protection as the oxidative damage caused by TBHP to IMR-32 cells increases (TBHP dose increases). This is independent of the concentration of FRTS / 1, because 1/1000 as well as 1/1000
As seen at a dilution of 10,000 (shown in Figures 12A and 12B, respectively). These results show the vitality of this extract.
【0153】
損傷の増大につれて保護が増大するという事実は、FRTS/1の作用メカニズムが
反応化学に関する研究で示されるような従来の抗酸化剤のそれと異なるかもしれ
ないということを示すものであり、
1)FRTS/1により発揮される保護効果はより長く続き、
2)ビタミンEおよびその類似物質は所定の濃度で使用され、そしてその抗酸化
効果を発揮する。それは上記の化学反応によって例示されるERTS/1のケースのよ
うには思われない。The fact that protection increases with increasing damage indicates that the mechanism of action of FRTS / 1 may differ from that of conventional antioxidants as shown by studies on reaction chemistry, 1) The protective effect exerted by FRTS / 1 lasts longer, 2) Vitamin E and its analogues are used at the given concentrations and exert their antioxidant effect. It does not appear to be the case in ERTS / 1 exemplified by the above chemistry.
【0154】
酸化的損傷の量とPC-FRTS/1による保護との間の相関はこの抗酸化剤によって
示される独特の特性である。The correlation between the amount of oxidative damage and protection by PC-FRTS / 1 is a unique property exhibited by this antioxidant.
【0155】
細胞密度が1000から3000に増えると、各々の細胞が受け取る生成物の
投与量は明らかに低下する。これは毒物学および薬理学でよく知られている効果
である。FRTS/1によって発揮される保護は、保護すべき細胞の数が3倍になって
も優れたままである。その効果は再現性がある。As the cell density increases from 1000 to 3000, the dose of product received by each cell is clearly reduced. This is a well-known effect in toxicology and pharmacology. The protection exerted by FRTS / 1 remains excellent even when the number of cells to be protected is tripled. The effect is reproducible.
【0156】
乳酸脱水素酵素(LDH)分析によるIMR-32細胞のアポトーシスの評価
以前からあるLDH分析はアポトーシス細胞によるLDH酵素の放出を測定する。本
研究で使用した分析は比色反応を利用して酵素の基質(ピルビン酸塩)の残留量
を測定するものである。溶液中の基質が多いほど放出酵素は少ない。培地細胞を
0%の酵素活性放出とし、培地内の分解細胞を100%放出とした。表の数値は
これら2つのパラメータから算出されるものである。
損傷細胞によるLDH放出によって測定したアポトーシスの程度Evaluation of Apoptosis of IMR-32 Cells by Lactate Dehydrogenase (LDH) Assay The preexisting LDH assay measures the release of LDH enzyme by apoptotic cells. The assay used in this study uses a colorimetric reaction to measure the residual amount of the enzyme substrate (pyruvate). The more substrate in solution the less released enzyme. The medium cells were set to 0% enzyme activity release and the decomposed cells in the medium were set to 100% release. The numerical values in the table are calculated from these two parameters. Extent of apoptosis measured by LDH release by damaged cells
【表5】 [Table 5]
【0157】
TBHP+FRTS/1の個々の曝露による合計のLDH放出を観察したLDH活性と比較した
(最後の横列)。The total LDH release by individual exposure of TBHP + FRTS / 1 was compared to the observed LDH activity (last row).
【0158】
FRTS/1の保護効果は明らかである。FRTS/1による後処理は、TBHPにより生じる
ROSによって誘導されるアポトーシスに対して効果的にIMR-32細胞を保護する。The protective effect of FRTS / 1 is clear. Post processing by FRTS / 1 occurs by TBHP
Effectively protects IMR-32 cells against ROS-induced apoptosis.
【0159】 結論 FRTS/1化合物は化学的分析による評価で強力な抗酸化特性を示す。[0159] Conclusion FRTS / 1 compounds show strong antioxidant properties as assessed by chemical analysis.
【0160】
生物学的なin vitroの分析でもやはりこれらの高度に効率的な抗酸化効果が示
され、
・化学的に示されるFRTS/1の抗酸化特性は生物学的に確認され、
・FRTS/1は、TBHP曝露の後にIMR-32細胞のアポトーシスを引き起こすROSによる
損傷に対して高度に保護的な効果を示し、
・FRTS/1は、酸化による損傷が増すにつれてさらに高い保護効果を発揮する(RO
Sによる損傷が高度になるほどFRTS/1による保護が高度になる)ように動的な独
特の特性を提示し、
・FRTS/1は(何時間も)長く続く抗酸化効果を示し、これは安定度および/また
は再生能力の程度が大きいことを示し、この抗酸化剤に独特なものであり、
・FRTS/1は無毒な投与量で効率的である。Biological in vitro analyzes also show these highly efficient antioxidant effects: • The chemically shown antioxidant properties of FRTS / 1 are biologically confirmed • FRTS / 1 shows a highly protective effect against ROS damage that causes apoptosis of IMR-32 cells after TBHP exposure, and FRTS / 1 exerts a higher protection effect as oxidative damage increases. (RO
It presents unique dynamic properties such that the higher the damage by S, the higher the protection by FRTS / 1), and FRTS / 1 exhibits a long lasting antioxidant effect (for many hours), which is stable Unique to this antioxidant, it shows a high degree of degree and / or regenerative capacity, and FRTS / 1 is efficient at non-toxic doses.
【0161】
細胞間相互作用
効果的な投薬治療とするために、本抽出物は少なくともいくつかの性質を満足
しなければならない。なかでも、本抽出物は毒性、免疫原性ではなく、または正
常な組織機能、特に酸素と二酸化炭素の赤血球による輸送を妨害するものでない
ことである。Cell-Cell Interactions In order to be an effective medication, the extract must satisfy at least some properties. Among other things, the extract is not toxic, immunogenic, or interferes with normal tissue function, especially the transport of oxygen and carbon dioxide by red blood cells.
【0162】
本抽出物は、治療すべき組織ないし器官を標的にして被験者の体内に分散しな
ければならないが赤血球に粘着してはならない。著者らは第一線の防御細胞であ
るマクロファージが本抽出物を破壊しないかどうか確認した。マクロファージの
破壊モードは普通、食作用の前に大型粒子を破壊するフリーラジカルの産生であ
る。食作用で、マクロファージは何らかの侵入物あるいは組織の機能不全の存在
の信号を発する分子であるサイトカインを産生する。サイトカインは他の細胞に
送られる分子であって、侵入物あるいは組織の機能不全の存在の信号を発する。
サイトカインに応答する細胞は繊維芽細胞、内皮細胞、マクロファージ、リンパ
球、好中球および好酸球のような細胞である。これらの細胞は組織および器官の
破壊および/または再編の過程に含まれる。これらの過程は炎症を含む。この応
答が破壊されるかまたは侵入物が継続的に有機体の中に存在する場合、後者はリ
ウマチ、皮膚炎、結膜炎、肺胞炎、喘息、および癌のような慢性の疾病を患う。
細胞とFRTS/1との間の相互作用はFACS技術で実施される。この装置は細胞の蛍光
(自己蛍光)および周りに固定されたすべての蛍光分子もまた検出する。FRTS/1
は自己蛍光複合体であり、それゆえ何ら修飾することなく相互作用を定量化する
ことができる。The extract must be dispersed in the subject's body, targeting the tissue or organ to be treated, but not sticking to red blood cells. The authors confirmed whether macrophages, the first line of defense cells, did not destroy this extract. The mode of destruction of macrophages is usually the production of free radicals that destroy large particles before phagocytosis. Upon phagocytosis, macrophages produce cytokines, which are molecules that signal the presence of some invaders or tissue dysfunction. Cytokines are molecules that are sent to other cells and signal the presence of invaders or tissue dysfunction.
Cells that respond to cytokines are cells such as fibroblasts, endothelial cells, macrophages, lymphocytes, neutrophils and eosinophils. These cells are involved in the process of tissue and organ destruction and / or reorganization. These processes include inflammation. If this response is disrupted or if invaders are continuously present in the organism, the latter suffer chronic diseases such as rheumatism, dermatitis, conjunctivitis, alveolitis, asthma, and cancer.
The interaction between cells and FRTS / 1 is performed with FACS technology. This device also detects the fluorescence of the cells (autofluorescence) and any fluorescent molecules immobilized around them. FRTS / 1
Is an autofluorescent complex and therefore the interaction can be quantified without any modification.
【0163】
結論:FRTS/1は37℃で、マスト細胞(陽性対照、ATCCにより供給されるRCMC
)と比較してマクロファージ(市販の系統:NR-8383でATCCにより供給される)
に粘着する。マクロファージは2時間後にFRTS/1(1/3)を貪食し、これはFR
TS/1が血流中に長時間滞留することを示す。ゆっくりした食作用は悪い知らせで
はなくてその逆であり、なぜならサイトカインの活性化に引き続いて別のタイプ
の有益な効果が観察され得るからである(「フェーズII」効果)。マクロファー
ジは本抽出物を貪食し、IMR-32細胞は本抽出物が細胞質内に入ることを許容する
ようであるので、本抽出物はエンドサイトーシスによって細胞に入ることができ
ると考えられる。Conclusion: FRTS / 1 was mast cells (positive control, RCMC supplied by ATCC, at 37 ° C).
) Compared to macrophages (commercially available strain: NR-8383 supplied by ATCC)
Stick to. Macrophages phagocytose FRTS / 1 (1/3) after 2 hours, which is FR
It shows that TS / 1 stays in the bloodstream for a long time. Slow phagocytosis is not bad news, but vice versa, because another type of beneficial effect can be observed following activation of cytokines (the "Phase II" effect). Since macrophages phagocytose this extract and IMR-32 cells appear to allow this extract to enter the cytoplasm, it is thought that this extract can enter cells by endocytosis.
【0164】
酸化のex vivoのモデル
肝臓の灌流モデルおよび脳の灌流モデルは酸化のストレスに応答する優れた実
験的モデルである。生きた器官に対する本抽出物の保護効果を示すためにそれら
を使用した。Ex Vivo Models of Oxidation The liver and brain perfusion models are excellent experimental models in response to oxidative stress. They were used to show the protective effect of this extract on living organs.
【0165】
肝臓灌流モデル
複数の肝機能を評価した。肝臓を灌流するために使用した方法はDrouin等、2000
、およびLavoie等、2000によって報告された。グルコース、乳酸塩、ALT、およ
びLDHは分光法によって判定し、一方、胆汁生成は単純に容量で測定した。対照
のベヒクルと比べると、本抽出物の灌流で観察される有害な影響はなかった。対
照的に、虚血によって生じるストレスの発現を低減する本抽出物の効力の後に再
灌流(I/R)が引き続くと、肝臓で誘導される酸化による損傷に対して本抽出物
が保護効果を有する結果となった。Liver Perfusion Model Multiple liver functions were evaluated. The method used to perfuse the liver was Drouin et al., 2000.
, And Lavoie et al., 2000. Glucose, lactate, ALT, and LDH were determined spectroscopically, while bile formation was measured simply by volume. There was no adverse effect observed with perfusion of this extract when compared to the control vehicle. In contrast, the efficacy of the extract in reducing the expression of stress caused by ischemia, followed by reperfusion (I / R), protects it against oxidative damage induced by the liver. It was the result of having.
【0166】
このモデルで肝臓は、血管床を完全に保ち、かつその構造的および機能的完全
性を守りながらも肝臓と隔てられている制御された体外循環で、in situで灌流
される。このモデルは充分に報告されており(Ross, 1972)、細胞の損傷ならび
に酸化のストレスの研究を可能にする(Bailey, 2000)。In this model, the liver is perfused in situ with a controlled extracorporeal circulation that keeps the vascular bed intact and preserves its structural and functional integrity but is separated from the liver. This model is well documented (Ross, 1972) and allows the study of cellular damage as well as oxidative stress (Bailey, 2000).
【0167】
肝臓の生存への影響は、FRTS/1の肝臓の生存力への影響を評価するように企て
られる。さらに特定すると、in situでの灌流の間で肝機能に対するFRTS/1の影
響が評価される。The effect on liver survival is designed to assess the effect of FRTS / 1 on liver viability. More specifically, the effect of FRTS / 1 on liver function during in situ perfusion will be assessed.
【0168】
Sprague-Dawley種のラットの肝臓を標準的なKrebs-Henseleit(K-H)溶液中で
一回通過の系でin situ灌流する。[pH7.4, O2:CO2(95%:5%)]K-H溶液は、NaCl(
118mM)、KCl(4.8mM)、KH2PO4(1.2mM)、MgSO4・7H2O、CaCl2(1.5mM)、NaHCO3(25m
M)およびアルブミン(2%w/v)で構成される。Sprague-Dawley rat livers are perfused in situ in a standard Krebs-Henseleit (KH) solution in a single pass system. [PH7.4, O 2 : CO 2 (95%: 5%)] KH solution is
118mM), KCl (4.8mM), KH 2 PO 4 (1.2mM), MgSO 4 · 7H 2 O, CaCl 2 (1.5mM), NaHCO 3 (25m
M) and albumin (2% w / v).
【0169】
麻酔(ペントバルビタール;50mg・kg-1体重)下で、開腹術を施し、カ
ニューレ挿入のために肝門脈、下大静脈および胆道を露出させる。門脈へのカニ
ューレ挿入は肝臓に灌流液を入れるのに使用し、大静脈へのそれは肝臓出口で灌
流液を回収するために使用する。肝臓をあらゆる血管運動神経の影響から隔絶す
るために迷走神経を切断する。合計の外科処置は15分以内に完了する。門脈へ
のカニューレの挿入と循環の開始との間の時間的間隔は3分を超えない。胸郭切
開により引き起こされる心臓停止と灌流の開始との間の時間経過は1分を超えな
い。Under anesthesia (pentobarbital; 50 mg kg -1 body weight), a laparotomy is performed to expose the portal vein, inferior vena cava and biliary tract for cannulation. Cannulation into the portal vein is used to pump perfusate into the liver, and into the vena cava is used to collect perfusate at the liver exit. Cutting the vagus nerve to isolate the liver from the effects of any vasomotor nerves. The total surgical procedure is completed within 15 minutes. The time interval between cannulation of the portal vein and initiation of circulation does not exceed 3 minutes. The time course between cardiac arrest caused by a thoracotomy and the start of perfusion does not exceed 1 minute.
【0170】
灌流の合計の持続時間は60分であった。最初の30分の間で洗い出しを行っ
た。その期間で、K-H溶液(37℃)にグルコース(8mM)、乳酸塩(0.5
mM)、アラニン(0.2mM)およびグリセロール(0.02mM)を添加し
、開回路系で肝臓に循環させた。その後、別の30分間で、肝臓をベヒクルのみ
(対照)に曝すか、またはFRTS/ベヒクル(FRTS/1処理グループ)に曝した。こ
のベヒクルは生理食塩水(1mL/800mL灌流液)、または1,3−プロパ
ンジオール(24mL/800mL灌流液)のいずれかを含む。FRTS/1をプロパ
ンジオールに加えて(0.06mgFRTS/mLプロパンジオール:24mL/8
00mL灌流液)とするか、または生理食塩水に加えて(2mgFRTS/mL生理
食塩水:1mL/800mL灌流液)とした。灌流液の流速は6mL/分/10
0g体重で一定に保った。代謝物利用の生成を判定するために肝臓の入り口と出
口で少量の灌流液サンプルを採取した。The total duration of perfusion was 60 minutes. Rinsing was done during the first 30 minutes. During that period, glucose (8 mM) and lactate (0.5 mM) were added to the KH solution (37 ° C).
mM), alanine (0.2 mM) and glycerol (0.02 mM) were added and circulated to the liver in an open circuit system. The livers were then exposed to vehicle alone (control) or FRTS / vehicle (FRTS / 1 treated group) for another 30 minutes. This vehicle contains either saline (1 mL / 800 mL perfusate) or 1,3-propanediol (24 mL / 800 mL perfusate). Add FRTS / 1 to propanediol (0.06 mg FRTS / mL propanediol: 24 mL / 8
00 mL perfusate) or in addition to saline (2 mg FRTS / mL saline: 1 mL / 800 mL perfusate). Flow rate of perfusate is 6 mL / min / 10
It was kept constant at 0 g body weight. Small samples of perfusate were taken at the inlet and outlet of the liver to determine the production of metabolite utilization.
【0171】
灌流液中でのグルコース、乳酸塩、ALTおよびLDHの濃度はSigma-Aldrich Cana
da n.17-UV、No.735、No.59-UVおよびNo.DH1240-UV、それぞれに開示された市販
の手法を使用して分光法によって判定した。肝臓による基質の生成または抽出は
代謝物の入り口と出口との間の差に灌流液の流速を積算することによって測定さ
れる。The concentrations of glucose, lactate, ALT and LDH in the perfusate were determined by Sigma-Aldrich Cana
D an. 17-UV, No. 735, No. 59-UV and No. DH1240-UV, determined by spectroscopy using the commercially available techniques disclosed in each. Substrate production or extraction by the liver is measured by integrating the perfusate flow rate with the difference between the metabolite inlet and outlet.
【0172】
ベヒクルの性質が測定パラメータに影響を及ぼすことはなかったので、それら
の結果を組み合わせた。The results were combined as the vehicle properties did not affect the measured parameters.
【0173】
胆汁の生成は対照と処理グループの両方で類似(対照と処理グループでそれぞ
れ0.55±0.10 v. 0.62±0.12mg/分/g肝臓)していた
。再灌流の間で、胆汁生成は虚血前のレベルと比較すると処理および対照の両方
のグループで減衰した。再灌流の後、10分以内に胆汁生成は正常なレベルに戻
った。Bile production was similar in both control and treated groups (0.55 ± 0.10 v. 0.62 ± 0.12 mg / min / g liver in control and treated groups, respectively). During reperfusion, bile production was attenuated in both treated and control groups compared to preischemic levels. Bile production returned to normal levels within 10 minutes after reperfusion.
【0174】
入り口では、グルコース濃度は両方のグループで類似(対照と処理グループで
それぞれ7.04±0.40 v. 7.24±0.07mM)していた。両方
のグループで、肝臓はわずかにグルコースを利用する傾向にある。FRTS/1への曝
露はグルコースの捕捉に影響を与えない(対照と処理グループでそれぞれ0.3
2±0.21 v. 0.39±0.25μM/分/g肝臓)。入り口での乳酸
塩の濃度もまた両方のグループで類似(対照と処理グループでそれぞれ0.60
±0.33 v. 0.50±0.10mM)していた。FRTSに曝露すると、処
理した肝臓でわずかに乳酸塩を生成する傾向(対照と処理グループでそれぞれ−
0.01±0.1 v. 0.40±0.005μM/分/g肝臓)がある。At the inlet, glucose concentrations were similar in both groups (7.04 ± 0.40 v. 7.24 ± 0.07 mM in control and treated groups, respectively). In both groups, the liver tends to utilize glucose slightly. Exposure to FRTS / 1 has no effect on glucose uptake (0.3% each for control and treated groups).
2 ± 0.21 v. 0.39 ± 0.25 μM / min / g liver). The lactate concentration at the inlet was also similar in both groups (0.60 each for control and treated groups)
± 0.33 v. 0.50 ± 0.10 mM). Exposure to FRTS tended to produce slightly lactate in the treated liver (in the control and treated groups respectively −
0.01 ± 0.1 v. 0.40 ± 0.005 μM / min / g liver).
【0175】
肝臓の灌流それ自体は対照グループでALTないしLDHの放出を何ら引き起こさな
い(それぞれ−0.07±0.14と1.79±0.47μM/分/g)。FRTS
/1での処理は、多少増加する傾向があったけれどもALTないしLDHの放出を引き起
こすようには見えない(0.57±0.21と2.36±1.10μM/分/g
)。FRTSを使用する前に肝臓を部分的に灌流すると、肝臓によるLDH生成に進歩
的な増加があった(35.57±8.96μM/分/g)。Liver perfusion itself does not cause any release of ALT or LDH in the control group (−0.07 ± 0.14 and 1.79 ± 0.47 μM / min / g respectively). FRTS
Treatment with 1/1 did not appear to cause the release of ALT or LDH although it tended to increase somewhat (0.57 ± 0.21 and 2.36 ± 1.10 μM / min / g
). Partial perfusion of the liver prior to using FRTS had a progressive increase in LDH production by the liver (35.57 ± 8.96 μM / min / g).
【0176】
これらの予備的な結果からFRTS/1が灌流した肝臓の生存力に対して注目すべき
効果を有していないと考えられる。さらに特定すると、FRTS/1による処理は、グ
ルコースの利用、乳酸塩および胆汁の生成によって評価したように、30分間の
灌流の間で肝機能を変化させないように思われる。ALTおよびLDHの増加がないの
で肝細胞に対する明らかな構造的損傷はない。These preliminary results suggest that FRTS / 1 has no significant effect on the viability of the perfused liver. More specifically, FRTS / 1 treatment does not appear to alter liver function during 30 minutes of perfusion, as assessed by glucose utilization, lactate and bile production. There is no apparent structural damage to hepatocytes as there is no increase in ALT and LDH.
【0177】
虚血と再灌流の影響を研究するために以上のことにわずかに変更を加えた。灌
流の合計を105分にした。31分目までは洗い出し期間を構成した。その期間
で、K-H溶液(pH7.4およびO2:CO295%:5%存在下)にグルコース8mM、乳酸塩0
.5mM、アラニン0.2mMおよびグリセロール0.2mMを添加した。溶液
は開回路系で循環させた。その後、肝臓を本抽出物またはベヒクル:1,3−プ
ロパンジオールに15分間曝した。灌流速度は100gの体重当たり毎分6mL
で一定に保った(Drouin等、2000、Lavoie等、2000)。灌流を30分間停止した
。この停止期間で、虚血が進展した。その後、30分間の持続時間で灌流を再開
した。評価する生物学的マーカーの生成ないし利用を測定するために試験肝臓の
入り口と出口で灌流液を採取した。[0177] The above was slightly modified to study the effects of ischemia and reperfusion. The total perfusion was 105 minutes. The washout period was configured until the 31st minute. During that period, 8 mM glucose and 0 lactate were added to a KH solution (pH 7.4 and O 2 : CO 2 95%: 5% present).
. 5 mM, alanine 0.2 mM and glycerol 0.2 mM were added. The solution was circulated in an open circuit system. The liver was then exposed to this extract or vehicle: 1,3-propanediol for 15 minutes. Perfusion rate is 6 mL / min of 100 g body weight
Was kept constant (Drouin et al., 2000, Lavoie et al., 2000). Perfusion was stopped for 30 minutes. During this arrest period, ischemia developed. Then, perfusion was restarted for a duration of 30 minutes. Perfusate was collected at the inlet and outlet of the test liver to determine the production or utilization of the biological marker to be evaluated.
【0178】
再灌流すると、対照および処理肝臓の両方で虚血前と比較して生合成は減衰す
る。これらのレベルは再灌流を開始した後の10分以内に正常に戻る。対照およ
び処理した肝臓は同じ方式でグルコースを放出(10.4±0.7μM・分-1・
g-1)する。しかしながらグルコース生成は対照の器官と比較すると処理グルー
プで80分後にわずかに上回った。乳酸塩は虚血の間で、対照の器官(4.5±
0.1μM・分-1・g-1)と比較すると処理肝臓で高いレベルに蓄積した(5.
9±0.5μM・分-1・g-1)。Upon reperfusion, biosynthesis is attenuated compared to pre-ischemia in both control and treated livers. These levels return to normal within 10 minutes after initiating reperfusion. Control and treated livers release glucose in the same manner (10.4 ± 0.7 μM · min− 1 ·
g -1 ). However, glucose production was slightly higher after 80 minutes in the treated group compared to control organs. Lactate was added during ischemia to control organs (4.5 ±
0.1 μM · min −1 · g −1 ) compared to 0.1 μM · min −1 · g −1 ) in the treated liver.
9 ± 0.5 μM · min −1 · g −1 ).
【0179】
本抽出物による前処理は再灌流の間でALTの放出を減少させる(それぞれ1.
09±0.44mU・分-1・g-1vs.2.44±0.79mU・分-1・g-1)
。本抽出物での前処理は灌流の最初の30分間の虚血の衝撃を減衰させるように
見える。本抽出物で何ら前処理していない虚血は再灌流の間でLDHの増加を引き
起こす(108.7±27.3mU・分-1・g-1)。本抽出物での前処理はLDH
の増加に影響を及ぼさない(115.9±60.8mU・分-1・g-1)。Pretreatment with this extract reduces the release of ALT during reperfusion (1.
09 ± 0.44 mU · min −1 · g −1 vs. 2.44 ± 0.79 mU ・ min -1・ g -1 )
. Pretreatment with this extract appears to attenuate the ischemic shock during the first 30 minutes of perfusion. Ischemia without any pretreatment with this extract causes an increase in LDH during reperfusion (108.7 ± 27.3 mU · min −1 · g −1 ). LDH pretreatment with this extract
(115.9 ± 60.8 mU · min −1 · g −1 ).
【0180】
カリウムおよびナトリウムの血漿中の濃度もやはり両方のグループで測定した
。再灌流の開始時では、処理グループのカリウム放出は対照を上回る(対照と処
理グループでそれぞれ0.43±0.01mU・分-1・g-1vs.5.4±0.
1mU・分-1・g-1)。入り口の灌流液では、両方のグループでカリウムおよび
ナトリウムの血漿中濃度は類似していた(対照と処理グループでそれぞれK+=
5.6±0.3mMおよび5.4±0.1mM;対照と処理グループでそれぞれ
Na+=142.2±8.6mMおよび137.2±15.2mM)。Plasma concentrations of potassium and sodium were also measured in both groups. At the beginning of reperfusion, potassium release in the treated group is above control (0.43 ± 0.01 mU · min −1 · g −1 vs. 5.4 ± 0.
1 mU · min −1 · g −1 ). In the entrance perfusate, plasma levels of potassium and sodium were similar in both groups (K + = in control and treated groups, respectively).
5.6 ± 0.3 mM and 5.4 ± 0.1 mM; control and treated groups respectively
Na + = 142.2 ± 8.6 mM and 137.2 ± 15.2 mM).
【0181】
再灌流の開始時では、ナトリウムの放出もやはり対照と比較すると処理グルー
プで上回った(それぞれ1.2±1.1μM・分-1・g-1および16.5±3.
9μM・分-1・g-1)。At the beginning of reperfusion, sodium release was also higher in the treated groups when compared to controls (1.2 ± 1.1 μM · min −1 · g −1 and 16.5 ± 3.
9 μM · min −1 · g −1 ).
【0182】
再灌流に先行する虚血は循環と代謝の障害、およびフリーラジカルによって引
き起こされる組織損傷で特徴付けられる(Lee, 2000)。この特定のモデルは、
現在、移植される組織ないし器官でフリーラジカルにより引き起こされる損傷を
評価するために使用される(Smrekova 2000、Cohen 2000およびHachimoto 2000
)。構造的および機能的障害はI/Rによって引き起こされ、酵素放出の増加(Bai
ley 2000、Vollmar 1994およびPerlata 1999)、胆汁生成の減少(Vollmer 1994
)およびATP貯蔵の枯渇(Hwang 1999およびAmllet 1990)で反映される。虚血は
鉄および銅のような金属イオンの放出に続いて一重項酸素、過酸化物、およびス
ーパーオキシド(O2 -・、H2O2、OH・)を生成することにつながる可能性がある
(Halliwell 1999)。したがってこのモデルは、もしもあるなら、ラジカルによ
る損傷に続く本抽出物の存在下での保護効果を特徴付けるのに優れたものである
。Ischemia prior to reperfusion is characterized by impaired circulation and metabolism, and tissue damage caused by free radicals (Lee, 2000). This particular model is
Currently used to assess free radical-induced damage in transplanted tissues or organs (Smrekova 2000, Cohen 2000 and Hachimoto 2000.
). Structural and functional disorders are caused by I / R and increase enzyme release (Bai
ley 2000, Vollmar 1994 and Perlata 1999), Reduced bile production (Vollmer 1994)
) And depletion of ATP storage (Hwang 1999 and Amllet 1990). Ischemia can lead to the release of singlet oxygen, peroxides, and superoxide (O 2- · , H 2 O 2 , OH · ) following the release of metal ions such as iron and copper. Yes (Halliwell 1999). Therefore, this model is excellent at characterizing the protective effect in the presence of the extract, if any, following radical damage.
【0183】
肝細胞の保護を保証する代謝的変化は本抽出物で前処理することによって影響
を受ける。I/Rの結果として生じるラジカルの攻撃はATPの細胞内含有量の低下を
引き起こし、それにより細胞のエネルギー状態を変化させる(Peralta 2000、Ma
llet 1990)。Tamarina等(1984)は虚血が細胞の解糖系に損傷を与え、それが
乳酸塩の生成を困難にすることを示唆している。健康な細胞(または保護薬剤の
作用下にある細胞)は解糖系を介したATP生成を増加させることでそのようなス
トレスから自身を保護する。Sano等(1995)は解糖の活性化がI/Rで誘導される
フリーラジカルの形成を低下させることを提案した。ホスホエノールピルビン酸
もやはりI/Rの結果として生じるATP減少を防止する(Saiki 1999)。Hwang等(1
999)は細胞の損傷を最少化するためにNAD+/NADHの比率の低下がフリーラジカ
ルに対する耐性に必須であると示唆する。本抽出物で細胞を前処理すると虚血の
間の乳酸塩生成が増大し、それは明らかに虚血により引き起こされるATP減少に
対する保護メカニズムの活性化を反映する。Kowalski 1992およびGroussard 200
0は乳酸塩が虚血において保護的な役割りを果たすことができると示唆する。乳
酸塩はスーパーオキシド(OH・)を緩衝することができ、ピルビン酸塩を生じて
これがやはり過酸化物およびスーパーオキシドを緩衝し、一方で、酢酸とCO2に
分解する(Herz 1997)。The metabolic changes that ensure hepatocyte protection are affected by pretreatment with this extract. The resulting radical attack of I / R causes a decrease in the intracellular content of ATP, which changes the energy state of the cell (Peralta 2000, Ma
llet 1990). Tamarina et al. (1984) suggest that ischemia damages the cell's glycolytic system, which makes lactate production difficult. Healthy cells (or cells under the action of protective agents) protect themselves from such stress by increasing glycolysis-mediated ATP production. Sano et al. (1995) proposed that activation of glycolysis reduced I / R-induced free radical formation. Phosphoenolpyruvate also prevents ATP loss resulting from I / R (Saiki 1999). Hwang etc. (1
999) suggest that reducing the NAD + / NADH ratio is essential for resistance to free radicals in order to minimize cell damage. Pretreatment of cells with this extract increases lactate production during ischemia, which clearly reflects activation of protective mechanisms against ischemia-induced ATP reduction. Kowalski 1992 and Groussard 200
0 suggests that lactate may play a protective role in ischemia. Lactate can be buffered superoxide (OH ·), which is also peroxide occurs pyruvate and buffers the superoxide, while decomposing into acetate and CO 2 (Herz 1997).
【0184】
本抽出物で前処理した細胞のカリウム流出もまた細胞に対する本抽出物の保護
効果を支持する。膜成分の過酸化はカリウム・チャンネルに損傷を与える可能性
がある(Halliwell 1999)。カリウム放出は代謝ストレスに対する有益な適合で
あるかもしれない(Wang等、1996)。カリウム・チャンネルの開放は細胞内ATP
生成のために基質捕捉を可能にするであろう(Wondergem 1980)。カリウム放出
はまたHCO3 -輸送も阻害し、細胞質の酸性化に寄与し、それがやはり細胞への保
護となるであろう(Currin 1991)。カリウム放出は早期に灌流液中に現れ、ALT
放出に先行し、ATP減少に比例する(Mets 1993)。The potassium efflux of cells pre-treated with this extract also supports the protective effect of this extract on cells. Peroxidation of membrane components can damage potassium channels (Halliwell 1999). Potassium release may be a beneficial match to metabolic stress (Wang et al., 1996). Opening of potassium channel is intracellular ATP
It will allow substrate capture for production (Wondergem 1980). Potassium release also HCO 3 - transport also inhibited, and contribute to the acidification of the cytoplasm, it will also become protection to cells (Currin 1991). Potassium release appears early in the perfusate, causing ALT
It precedes release and is proportional to ATP decrease (Mets 1993).
【0185】
細胞内のナトリウム蓄積はI/Rによって誘導される細胞損傷に主要な役割りを
果たす(Carini 2000、vanEchteld 1991およびXia 1996)。この増加は、1)AT
Pの減少と無機リン酸塩の増加によるNa+/K+ポンプの機能不全、または2)細胞
質の酸性化によるNa/H抗キャリヤの刺激に起因するかもしれない(Zhao-fan 199
6)。そのような状況のいかなる逆転もナトリウム蓄積により誘導される代謝ス
トレスの衝撃を低減することができるであろう(Fiegen 1997)。したがってナ
トリウム放出は損傷に対する保護メカニズムであるかもしれない。カリウムとナ
トリウム両方の減少が本抽出物で灌流した肝臓で観察されたが、これは肝細胞で
の本抽出物の保護作用を支持するものである。再灌流の10分後で、対照グルー
プと比較して処理グループでナトリウム放出は上回っており、これは対照でTP含
有量の回復が遅いことを示唆する。Intracellular sodium accumulation plays a major role in I / R-induced cell damage (Carini 2000, vanEchteld 1991 and Xia 1996). This increase is 1) AT
May be due to Na + / K + pump dysfunction due to decreased P and increased inorganic phosphate, or 2) stimulation of Na / H anticarriers due to cytosolic acidification (Zhao-fan 199
6). Any reversal of such a situation could reduce the impact of sodium accumulation-induced metabolic stress (Fiegen 1997). Therefore sodium release may be a protective mechanism against damage. A decrease in both potassium and sodium was observed in liver perfused with this extract, supporting the protective effect of this extract on hepatocytes. Ten minutes after reperfusion, sodium release was greater in the treated group compared to the control group, suggesting a slow recovery of TP content in the control.
【0186】
本抽出物は、ラジカルの攻撃に対する細胞保護に付随する細胞内メカニズムを
刺激する。The extract stimulates intracellular mechanisms associated with cell protection against radical attack.
【0187】
脳における本抽出物のex vivoでの効果
多くの脳病変はフリーラジカル生成の増大を伴う。後者は神経組織変性の過程
、すなわち脳血管障害の後、またはアルツハイマー病の進展の間の過程に寄与す
ると考えられる。抗ラジカル成分は神経組織変性疾病の発現を低減すること、ま
たはそれらの予防ないしそれらの治療に有用かもしれないと考えられる。Ex vivo effects of this extract in the brain Many brain lesions are associated with increased free radical production. The latter is believed to contribute to the process of neuronal tissue degeneration, ie after cerebrovascular disease or during the development of Alzheimer's disease. It is considered that the anti-radical component may be useful for reducing the expression of neuronal tissue degenerative diseases, or preventing or treating them.
【0188】
脳の海馬領域はフリーラジカルの神経毒性作用、すなわち脳無酸素症の間で傷
つき易い。抗酸化分子の過剰発現が原因で、無酸素症の間で神経伝達が減衰する
ことがin vitroで示された。したがって、海馬の神経伝達に対する本抽出物の作
用を調べた。電気生理学的応答をこの脳組織に登録した。特に、神経細胞電位の
回復を調べた。ラットの脳から450μmの厚さの海馬スライス切片を採り、電
気生理学空間に移した。これらのスライス切片を、本抽出物の濃度を有するかま
たは違わない濃度の酸素富化した生理学的溶液中に60から90分間保持した。
この休止期間の後、25秒毎に海馬中央(Schaffer、CA1領域)に電気刺激を加
えた。これらの電気刺激はシナプスの応答を進化させた。無酸素症の後のシナプ
スの伝達効力を定量化するために、励起後の電位の初期の勾配を算出した。神経
細胞電位を調べるために、無酸素症の後の神経回路に高い頻度の刺激列を加えた
。陽性対照として、虚血または非虚血でグルタミン酸塩に対する応答を測定する
ことが可能であり、本抽出物の存在はグルタミン酸塩に対する応答を回復するは
ずである。The hippocampal region of the brain is vulnerable to the neurotoxic effects of free radicals, cerebral anoxia. It has been shown in vitro that neurotransmission is attenuated during anoxia due to overexpression of antioxidant molecules. Therefore, the effect of this extract on hippocampal neurotransmission was investigated. An electrophysiological response was registered in this brain tissue. In particular, the recovery of nerve cell potential was investigated. A 450 μm-thick hippocampal slice section was taken from the rat brain and transferred to the electrophysiology space. These sliced sections were kept for 60 to 90 minutes in an oxygen-enriched physiological solution with or without the concentration of the extract.
After this rest period, electrical stimulation was applied to the central hippocampus (Schaffer, CA1 region) every 25 seconds. These electrical stimuli evolved synaptic responses. To quantify the synaptic transduction potency after anoxia, the initial slope of the post-excitation potential was calculated. To examine the nerve cell potential, a high frequency stimulation train was applied to the neural circuit after anoxia. As a positive control, it is possible to measure the response to glutamate in ischemia or non-ischemia and the presence of this extract should restore the response to glutamate.
【0189】
FRTS/1の毒性
in situでの肝臓の灌流およびin situでの脳の灌流の2つのモデルで毒性を評
価した。これらの器官は本抽出物の存在に起因する毒性の兆候を何ら示さなかっ
た。FRTS / 1 Toxicity Toxicity was evaluated in two models: in situ liver perfusion and in situ brain perfusion. These organs showed no signs of toxicity due to the presence of this extract.
【0190】
副作用
本抽出物は非免疫原性である
本抽出物125μgを7日の間隔で3回、マウスに腹膜内注入することによっ
て本抽出物により引き起こされる免疫応答を調べた。最後の注入の後1週間経過
し、免疫血清のオブテンションのために血液を採取した。血液サンプルは速やか
に氷の上に置いた。氷上で凝血を進行させ、採取の12時間後にサンプルを遠心
分離にかけた。遠心条件は次の通りであった、すなわち、2500gで10分間
であり、これで約500μLの血清が得られた。固定化抗原調製物を供給するた
めに本抽出物をマイクロプレート上に吸着させた。200μLの本抽出物(5μ
g/mL)と200μLのELISAバッファを96ウェルのプレートのウェルに滴
下した。ELISAバッファは100mMの炭酸ナトリウムバッファ(pH9.6)で作製
した。4℃で一晩、この抗原をインキュベートした後、非吸着抗原をリン酸ナト
リウムバッファ100mM/NaCl、100mM(pH7.4)で3回洗浄するステッ
プで除去した。遊離の吸着部位を、リン酸ナトリウム/NaClバッファに溶解した
カゼイン3%の溶液で60分間、室温にてインキュベートしてブロックした。余
剰のカゼインは3回洗い流した。もしもあるならであるが、抗体を供給する血清
サンプルは次のように調製した。すなわち0.05%のTween20(商標)を添加
したリン酸ナトリウム/NaClバッファで順々に希釈し、これらの希釈物25μL
をウェルに加えた。このマイクロプレートをさらに37℃で1時間インキュベー
トし、このステップに引き続いてリン酸ナトリウム/NaCl/Tweenバッファで5
回洗浄した。Side Effects This Extract is Non-Immunogenic The immune response elicited by this extract was investigated by intraperitoneally injecting mice 125 μg of this extract three times at 7 day intervals. One week after the last infusion, blood was collected for immune serum attention. Blood samples were immediately placed on ice. Clotting was allowed to proceed on ice and samples were centrifuged 12 hours after collection. The centrifugation conditions were as follows: 2500 g for 10 minutes, which yielded about 500 μL of serum. The extract was adsorbed onto microplates to provide the immobilized antigen preparation. 200 μL of this extract (5 μL
g / mL) and 200 μL of ELISA buffer were added dropwise to the wells of a 96-well plate. The ELISA buffer was made with 100 mM sodium carbonate buffer (pH 9.6). After incubating this antigen overnight at 4 ° C., the non-adsorbed antigen was removed by washing with sodium phosphate buffer 100 mM / NaCl, 100 mM (pH 7.4) three times. Free adsorption sites were blocked by incubation with a 3% casein solution in sodium phosphate / NaCl buffer for 60 minutes at room temperature. Excess casein was washed off 3 times. Antibody-supplied serum samples, if any, were prepared as follows. Ie, serially diluted with sodium phosphate / NaCl buffer supplemented with 0.05% Tween 20 ™, 25 μL of these dilutions
Was added to the wells. The microplate was further incubated for 1 hour at 37 ° C, followed by 5 steps with sodium phosphate / NaCl / Tween buffer following this step.
Washed twice.
【0191】
抗Ig−ペルオキシダーゼ複合体の形成によって抗体の存在を明らかにした。各
々のウェルにリン酸ナトリウム/NaCl/Tweenバッファで希釈した酵素希釈液2
5μLを加え、その後に37℃で1時間インキュベートした。酵素の希釈は、抱
合体(これらはペルオキシダーゼでラベルした抗Igヤギ抗血清、IgM、IgG、Ig1
、Ig2およびIg3)に応じて1:750と1−3000の間で変えた。ラベル化ス
テップの後にバッファで5回洗浄した。100mMのリン酸クエン酸バッファ(
pH4.0)に溶解した基質の過酸化水素0.015%とクロモゲンABTS(2,2ア
ジノジエチルベンズチアゾリン−6−スルホン酸)0.05%をウェルに加えた
。さらに30分間、暗状態で室温下でインキュベートを進めた。酵素の作用で、
405nmの吸収波長で分光学的に読み取り可能な着色基質が放出された。本抽
出物に特異的な抗体の血清中のレベルは色彩強度に比例するはずである。得られ
た結果は本抽出物が被験個体に対して免疫原性でないことを示した。The presence of antibody was revealed by the formation of anti-Ig-peroxidase complex. Enzyme diluent 2 diluted with sodium phosphate / NaCl / Tween buffer in each well
5 μL was added followed by incubation at 37 ° C. for 1 hour. Enzyme dilutions were made using conjugates (these were peroxidase-labeled anti-Ig goat antiserum, IgM, IgG, Ig1
, Ig2 and Ig3), and varied between 1: 750 and 1-3000. After the labeling step, the plate was washed 5 times. 100 mM phosphate citrate buffer (
0.015% hydrogen peroxide as a substrate dissolved in pH 4.0) and 0.05% chromogen ABTS (2,2 azinodiethylbenzthiazoline-6-sulfonic acid) were added to the wells. Incubation proceeded at room temperature in the dark for an additional 30 minutes. By the action of the enzyme,
A spectroscopically readable colored substrate was released with an absorption wavelength of 405 nm. The serum level of antibodies specific for this extract should be proportional to the color intensity. The results obtained showed that this extract was not immunogenic for the test individual.
【0192】
これらの結果は、肝臓毒性でも免疫原性でもないので、本抽出物が個体に対し
て無毒であることを示す。These results indicate that this extract is non-toxic to individuals as it is neither liver toxic nor immunogenic.
【0193】
組成および投薬療法
本抽出物の安定性と効力、および動物に対して無毒であるという事実により、
1日当たり1ng/kg体重から1g/kg体重までの投与量の割合でそのよう
な投与を必要とする個体に投与できると考えられる(μgの下の方の範囲の投与
が好ましい)。投与量は疾病の治療に求められる積極性によって決まる。投与量
はまた、製剤および投与径路によっても決まる。例えば、局所用の組成物は静脈
注射用の組成物または経腸用の組成物と同じ投与量を有することはないであろう
。Composition and Medication Therapy Due to the stability and potency of the extract and the fact that it is non-toxic to animals,
It is believed that doses of 1 ng / kg body weight to 1 g / kg body weight per day can be administered to an individual in need of such administration (preferably in the lower μg range). The dose will depend on the aggressiveness required to treat the disease. The dosage will also depend on the formulation and the route of administration. For example, a topical composition will not have the same dosage as an intravenous composition or an enteral composition.
【0194】
皮膚ないし粘膜の疾病を治療するための局所用組成
アレルギー/喘息
Brown Norway種のラットはIgEの産生が高い。Brown Norway種のラットでアレ
ルゲン誘発性の気道過敏症の充分に確立されたモデル1があり、それは早期およ
び遅発(動物の70%)相反応、能動免疫化後の抗原特異性のIgEの増加2、気道
の炎症3、およびアレルゲン攻撃の後のいくつかの刺激物質に対する気管支の応
答性の増大を含むヒトのアレルギー性喘息の多くの特徴を反映している。Topical Compositions for the Treatment of Skin or Mucosal Diseases Allergy / Asthma Brown Norway rats have high IgE production. There is a well-established model 1 of allergen-induced airway hyperreactivity in Brown Norway rats, which is an early and late (70% of animals) phase response, increased antigen-specific IgE after active immunization. 2 reflects many features of human allergic asthma, including airway inflammation 3 , and increased bronchial responsiveness to several stimulants after allergen challenge.
【0195】
肺動脈応答の測定:Brown Norway種のラットを以前に報告した5ように、生理
食塩水に溶かした1mgオブアルブミン/100mgAl(OH)3を1mL腹腔内注
射することによって感作する。21日後、動物を麻酔し、以前に報告した6よう
にPlexiglasボックスに接続した気管内チューブの端を挿管する。圧力トランス
デューサに取り付けた、水で充填した食道カテーテルを使用して胸膜圧力の変化
を判定する。気流はPlexiglasボックスに取り付けた差動トランスデューサに結
合された呼吸気流計によって測定される。気流、容量と肺内外圧差、肺抵抗(R L
)は早期および遅延相反応の両方を識別するために異なる回数で判定される。
感作されたBrown Norway種のラットは、Roxon Medi-Tech Lte(Montreal, PQ)
から入手した“Wright”ネブライザを使用し、0.1〜0.2mL/minの出
力を与える圧力でPlexiglasボックスに入る圧縮空気を使用して生理食塩水また
はオブアルブミン(生理食塩水で2%に溶解)で攻撃する。肺抵抗は最初の1時
間は5分毎に計測し、続く10時間は15分毎に計測する。腹腔内注射または吸
入(約1から100μg)で投与される本抽出物による前、同時および後処理が
改善を供給するかをこのモデルで試験される。[0195]
Measurement of pulmonary arterial response: Brown Norway rat was previously reportedFiveAs menstruation
1mg ovalbumin / 100mg Al (OH) dissolved in saline31 mL intraperitoneal injection
Sensitize by shooting. 21 days later, animals were anesthetized and reported previously6So
Intubate the end of the endotracheal tube attached to the Plexiglas box. Pressure transformer
Changes in pleural pressure using a water-filled esophageal catheter attached to a deducer
To judge. The airflow is coupled to a differential transducer mounted on the Plexiglas box.
It is measured by a combined respirometer. Airflow, volume and pressure difference between lungs, lung resistance (R L
) Is determined at different times to distinguish both early and late phase responses.
The sensitized Brown Norway rat is Roxon Medi-Tech Lte (Montreal, PQ).
Using a "Wright" nebulizer obtained from
Saline also using compressed air that enters the Plexiglas box at a forceful pressure
Attack with ovalbumin (dissolved in saline to 2%). Lung resistance is the first one
The interval is measured every 5 minutes, and the following 10 hours are measured every 15 minutes. Intraperitoneal injection or suction
Pre-, simultaneous and post-treatments with this extract administered in groups (about 1 to 100 μg)
It will be tested with this model to provide improvements.
【0196】
紫外線照射に対する保護
ヘアレスのマウスで紫外線により誘導される皮膚損傷を防止または低減するFR
ST/1の能力を調べた。殆どの皮膚癌は紫外線照射への曝露によって誘発されるこ
とが知られているので、紫外線照射の有害作用を防止することのできる新たな可
能性のある自然界の化合物を識別する必要がある。Protection Against UV Irradiation FRs Prevent or Reduce UV-induced Skin Damage in Hairless Mice
I investigated the ability of ST / 1. Since most skin cancers are known to be triggered by exposure to UV radiation, there is a need to identify new potential natural compounds that can prevent the harmful effects of UV radiation.
【0197】
動物
ヘアレスでアルビノのマウス(SKH/1)はCharles River laboratories(Wilmin
gton, MA)から購入する。Animals Hairless, albino mice (SKH / 1) were purchased from Charles River laboratories (Wilmin
gton, MA).
【0198】
すべてのマウスは照射期間の開始時で6週齢である。マウスはAnimal Facilit
y of IBSで標準条件下(23±10C、相対湿度42±6%、12時間毎の明暗
サイクル)で収容および維持される。照明は自動的に毎日午前7時に点灯され、
毎日午後7時に消灯される。マウスはPurina chow餌料(24%タンパク質、4
%脂肪、および4.5%繊維質)を与えられ、適宜水を与えられて飼育される。
照射に関しては、マウスはプラスティックの檻に入れられ、照射の間で自由に檻
の中を動くことができる。All mice are 6 weeks old at the beginning of the irradiation period. Animal Facilit
It is housed and maintained under standard conditions (23 ± 10 C, 42 ± 6% relative humidity, 12 hour light / dark cycle) in y of IBS. The lights are automatically turned on every day at 7am,
The lights are turned off every day at 7pm. Mice are Purina chow diet (24% protein, 4
% Fat, and 4.5% fiber), and is appropriately watered.
For irradiation, the mouse is placed in a plastic cage and can move freely in the cage between irradiations.
【0199】
処理に先だって動物達は1週間環境に順化させ、次のように5つのグループに
無作為に分けられる。
・グループI:対照で、非照射、非処理(n=5)、
・グループII:FRST/1を含む局所的な軟膏調製物で処理される紫外線非照射動
物(n=5)、
・グループIII:FRST/1を含まない局所的な軟膏調製物で処理される紫外線照
射動物(n=5)、
・グループIV:紫外線照射の間でFRST/1を含むクリームの局所的塗布を受ける
動物(n=5)、
・グループV:非処理で紫外線照射される動物(n=5)、
処理の構成は、
1.処理当日およびその後の2日目毎の健康評価のためにすべての動物の体重を
測定する。
2.1つのタイプのクリーム(動物およびヒトに対して無毒と知られている)の
局所塗布を行う。このクリームはFRST/1を含むものまたは含まないものである。
本抽出物は1:10,000希釈率で存在する(凍結乾燥チラコイド画分を出発
材料として)。3つのグループの動物達の背中に前もって(および紫外線照射の
間とその後もそのまま)1グラムのクリームを滴下する。これらのうち、1つの
グループの5匹の動物はクリームを受けて照射は受けない。1つのグループはFR
ST/1を含まないクリームを受けて紫外線Bの照射に曝され、1つのグループはFR
ST/1クリームと紫外線Bを受ける。紫外線Bを照射されるグループ(n=5)は
1回10分間太陽灯に曝される。1つのグループ(n=5)はクリーム処理なし
で紫外線太陽灯に曝される。
3.動物の背中から60cmに置かれた太陽灯による1回の10分間紫外線B照
射を行う。2つのグループの5動物はクリーム保護(FRST有りおよび無し)に関
して試験し、単一のグループの保護なしの5動物が紫外線Bの1回投与に曝され
る。
4.処理の後、動物達はすべて檻に保持されて紫外線照射の当日と3から4日後
に、操作しないで、檻の上部から写真撮影される。
5.1週間後、動物達を屠殺し、さらに調べるためにそれらの投薬皮膚片を切除
する。Prior to treatment, animals are acclimated to the environment for 1 week and randomly divided into 5 groups as follows. Group I: control, non-irradiated, untreated (n = 5), Group II: UV-unirradiated animals (n = 5) treated with topical ointment preparation containing FRST / 1, Group III : UV-irradiated animals treated with a topical ointment preparation without FRST / 1 (n = 5), Group IV: animals receiving a topical application of a cream containing FRST / 1 between UV irradiation (n = 5). = 5), Group V: animals that are untreated and exposed to UV light (n = 5) All animals are weighed for health assessment on the day of treatment and every second day thereafter. 2. Topical application of one type of cream, known to be non-toxic to animals and humans. This cream is with or without FRST / 1.
The extract is present at a 1: 10,000 dilution (starting with the lyophilized thylakoid fraction). One gram of cream is dripped in advance on the backs of the animals in three groups (and during and after UV irradiation). Of these, one group of 5 animals received the cream and no irradiation. One group is FR
Received cream containing no ST / 1 and exposed to UV B radiation, one group was FR
Receive ST / 1 cream and UV B. The group (n = 5) irradiated with the ultraviolet ray B is exposed to the sun lamp once for 10 minutes. One group (n = 5) is exposed to UV sun lamps without creaming. 3. A single 10 minute UV B irradiation is performed with a sun lamp placed 60 cm from the animal's back. Two groups of 5 animals are tested for cream protection (with and without FRST) and a single group of 5 animals without protection is exposed to a single dose of UVB. 4. After treatment, all animals are kept in cages and photographed from the top of the cages, without manipulation, on the day of UV irradiation and 3 to 4 days later. 5.1 weeks later, animals are sacrificed and their medicated skin strips excised for further investigation.
【0200】
Westinghouse FS40太陽灯、IL-1400輻射計、および紫外線B光度計が使用され
る。紫外線ランプの照射スペクトルは280〜400nmであり、それらの80
%は紫外線B領域で20%は紫外線A領域である。光源のピーク強度は297n
mである。マウスの投薬表面から60cmでのフルエンスは0.48〜0.50
mJ/cm2/sである。マウスは上述したような蓋のない檻に入れられる。A Westinghouse FS40 solar lamp, IL-1400 radiometer, and UV B photometer are used. The irradiation spectrum of an ultraviolet lamp is 280-400 nm, of which 80
% Is the ultraviolet B region and 20% is the ultraviolet A region. The peak intensity of the light source is 297n
m. The fluence at 60 cm from the dosing surface of mice is 0.48 to 0.50
It is mJ / cm2 / s. Mice are placed in open cages as described above.
【0201】
陰性対照のマウス(グループI、II)は同様の方式で処理されるが、しかし
紫外線ランプは点灯されない。グループIIはFRST/1の無い軟膏を局所的に受け
る。Negative control mice (Groups I, II) are treated in a similar fashion, but the UV lamp is not illuminated. Group II receives topical ointment without FRST / 1.
【0202】
グループIII、IVおよびVのマウスは合計で200mJ紫外光/cm2(
急性投与)の1回曝露を10分間受ける。グループIVでは、動物は紫外線曝露
の直前、最中および後にFRST/1調製物の局所塗布を受ける。この手法は、紫外線
照射条件に光学的に影響するかもしれない(GonalesとPathak 1996)290〜3
20nmの範囲での紫外線吸収特性のわずかな違い(光学密度の差異)を考慮に
入れるように合わせてある。Mice in groups III, IV and V total 200 mJ UV / cm2 (
Acute exposure) for 10 minutes. In Group IV, animals receive topical application of the FRST / 1 preparation immediately before, during and after UV exposure. This method may affect UV irradiation conditions optically (Gonales and Pathak 1996) 290-3.
It is adjusted so as to take into account a slight difference in ultraviolet absorption characteristics (difference in optical density) in the range of 20 nm.
【0203】
マウスは紫外線照射の前の1週間と後の1週間で2日目毎に体重を測定し、保
持する。実験の最後で、マウスは殺され、以下のパラメータが全グループで比較
される。Mice are weighed and maintained every second day for 1 week before and 1 week after UV irradiation. At the end of the experiment, the mice were killed and the following parameters compared in all groups.
【0204】
実験の最後で、マウスは殺され、以下のパラメータが全グループで比較される
。
1.体重
2.表皮観察結果および写真
3.マウスを殺した後、投薬皮膚を手術で切除してさらなる分析に使用。
4.定量的ウェスタン・ブロット法によるサイトケラチン発現パターンの比較。At the end of the experiment, the mice were killed and the following parameters are compared in all groups. 1. Weight 2. Observation result of epidermis and photograph 3. After killing the mice, the medicated skin was surgically excised and used for further analysis. 4. Comparison of cytokeratin expression patterns by quantitative Western blotting.
【0205】
太陽光照射はヒトの皮膚の構造と機能に影響を及ぼす主要な環境因子である。
紫外線照射傷害の蓄積結果としての長期間の皮膚の紫外線性損傷はしばしば色白
の皮膚の個人で光線加齢および皮膚癌へとつながる。紫外線照射の光生物学的研
究を含めた研究は紫外線B(UVB)成分(290〜320nm)が特に紅斑生成
性、発癌性であり、かつDNA、RNA、(酵素を含めた)タンパク質、細胞膜および
その他の細胞オルガネラへの直接的損傷が先に生じる皮膚の光線加齢を引き起こ
すことを明らかにする。Tedesco等(1997)。Solar irradiation is a major environmental factor affecting the structure and function of human skin.
Long-term UV damage to the skin as a result of accumulated UV radiation damage often leads to photoaging and skin cancer in individuals with fair skin. Studies, including photobiological studies of UV irradiation, show that the ultraviolet B (UVB) component (290-320 nm) is particularly erythematous, carcinogenic, and DNA, RNA, proteins (including enzymes), cell membranes and We show that direct damage to other cellular organelles causes pre-existing photoaging of the skin. Tedesco et al. (1997).
【0206】
KligmanとKligman(1993)は年代的加齢と光線加齢との間の明確な区分けを行っ
た。光線加齢は太陽光ないし太陽擬似紫外線への慢性的な皮膚曝露によって生じ
る臨床学的および組織学的損傷を説明するのに使用される。組織学的に、これら
の変化はマスト細胞および炎症細胞の増加と一体になった弾力性、グリコサミノ
グリカン、および不調コラーゲンの顕著な変化の形で明らかになる(KligmanとG
ebre 1991;KaaresnとPoulsen 1995;Poulsen等、1984)。光線加齢のこの現象
は、最近の治療解決法が内因性の加齢と光線加齢による変化の発現を最小限にす
る手助けをしても、臨床的に不可逆的と認識されている(Gilchrest 1996;Kang
とVoorhees 1998)。正規の基剤の上に遮光薬を使用すると結合組織への光線に
よる損傷を防止する補助になることが報告されている(SnyderとMay 1975;Klig
manとKligman 1982;Bissett等、1991)。遮光薬と抗酸化剤(例えば緑茶、ビタ
ミンC、ビタミンE)の両方の使用は、光線加齢と光線発癌の両方に寄与する紫
外線Bで誘導される急激の皮膚損傷に対する阻害効果を有する(SynderとMay, 1
975;Bissett等、1991およびHuang等、1997)ようである。Kligman and Kligman (1993) made a clear distinction between chronological aging and ray aging. Light aging is used to describe the clinical and histological damage caused by chronic skin exposure to sunlight or solar pseudoultraviolet light. Histologically, these changes are manifested in the notable changes in elasticity, glycosaminoglycans, and disordered collagen coupled with an increase in mast and inflammatory cells (Kligman and G
ebre 1991; Kaaresn and Poulsen 1995; Poulsen et al., 1984). This phenomenon of photo-aging is recognized as clinically irreversible, even though recent therapeutic solutions help minimize the development of endogenous and photo-aging changes (Gilchrest 1996; Kang
And Voorhees 1998). It has been reported that the use of sunscreen agents on regular bases helps prevent light damage to connective tissue (Snyder and May 1975; Klig).
man and Kligman 1982; Bissett et al., 1991). The use of both sunscreens and antioxidants (eg green tea, vitamin C, vitamin E) has an inhibitory effect on UV-B-induced acute skin damage that contributes to both photoaging and photocarcinogenesis (Synder And May, 1
975; Bissett et al., 1991 and Huang et al., 1997).
【0207】
急激な紫外線照射曝露に対するFRST/1の光線防御能力または抗酸化効果はヘア
レスでアルビノのマウスのモデルで調べられてきた。The photoprotective or antioxidant effects of FRST / 1 against acute UV exposure have been investigated in a hairless, albino mouse model.
【0208】
ヘアレスでアルビノのマウス(SKH-1)はヒトの紫外線照射の影響と光線加齢
を研究し、理解するのに有用で適切な実験モデルとして認識されてきた(Kligma
n等、1989;Bissett等、1987;Chatterjee等、1990;KligmanとGebre, 1991)。
目視および顕微鏡で識別可能な紫外線B照射に対する表皮と真皮の応答および毛
の不在はヘアレスのマウスの皮膚を紫外線照射の損傷効果の研究と評価に特に有
用にしている。このマウスのモデルはまた、両方共に皮膚の局所でかつ系統的に
紫外線B照射によって誘発される免疫学的変化と発癌を研究および試験するのに
も使用されてきた(Fisher等、1989;Ho等、1992;Reeve等、1991)。The hairless albino mouse (SKH-1) has been recognized as a useful and relevant experimental model to study and understand the effects of UV irradiation and photoaging in humans (Kligma).
n et al., 1989; Bissett et al., 1987; Chatterjee et al., 1990; Kligman and Gebre, 1991).
The visible and microscopically distinguishable epidermal and dermal responses to UV B irradiation and the absence of hair make the skin of hairless mice particularly useful for studying and assessing the damaging effects of UV irradiation. This mouse model has also been used both to study and test immunological changes and carcinogenesis induced by UVB irradiation locally and systemically on the skin (Fisher et al., 1989; Ho et al. , 1992; Reeve et al., 1991).
【0209】
結果
照射の後に正確に、すべての非処理で照射されたマウスは皮膚の炎症および掻
痒の兆候を示した。その他の点では、それらは体重増加しないが健康で活動的で
あった。FRST/1で前処理すると後処理したのも同様に照射を受けたマウスに炎症
ないし赤化の症状は認められず、かつ80%の事例で体重増加した。Results Precisely after irradiation, all untreated irradiated mice showed signs of skin inflammation and pruritus. Otherwise, they did not gain weight but were healthy and active. Similarly, when pretreated with FRST / 1, post-treatment did not show any symptoms of inflammation or reddening in irradiated mice, and increased weight in 80% of the cases.
【0210】
皮膚のサイトケラチンの分析
サイトケラチン1および10は成熟した皮膚の象徴である。これらのケラチン
の減少は損傷の後の表皮の再生の兆候である。Cutaneous cytokeratin analysis Cytokeratins 1 and 10 are symbols of mature skin. The loss of these keratins is a sign of epidermal regeneration after injury.
【0211】
サイトケラチン5および8は基底層上部および基底層を表し、活発に増殖する
表皮で発現されると想定される。Cytokeratins 5 and 8 represent the upper and basal lamina and are assumed to be expressed in actively proliferating epidermis.
【0212】 これらのサイトケラチンの存在は特異的抗体で調べた。[0212] The presence of these cytokeratins was examined with specific antibodies.
【0213】
マウスの皮膚の抽出物を個別に抽出し、グループ毎に個々にマウスの皮膚を分
析した。抽出した細胞質タンパク質の合計のうちの同量をウェルに加えた。動物
間および処理間の比較を可能にする量は35μgであった。Mouse skin extracts were extracted individually and mouse skin was analyzed individually for each group. The same amount of the total extracted cytoplasmic protein was added to the wells. The amount that allowed comparison between animals and between treatments was 35 μg.
【0214】
結論
FRST/1で保護されたマウスは対照の非処理で非照射のものと同様のパターンを
示したが、その他のすべての処理区は高分子量ケラチンで劇的な減少を示した。
特に、サイトケラチン10はFRST/1マウスの皮膚で極めて充分に発現し続けてお
り、これは保護効果の良好な兆候である。極めて低い投与量で本抽出物は局所的
に活性であった。本抽出物の投与量は何ら毒性で制限されることはないので、投
与量は望みに応じて増やすことができる。Conclusions FRST / 1 protected mice showed a pattern similar to that of control untreated and unirradiated, whereas all other treatments showed a dramatic reduction in high molecular weight keratin.
In particular, cytokeratin 10 continues to be expressed very well in the skin of FRST / 1 mice, which is a good sign of protective effect. The extract was topically active at very low doses. The dose of this extract is not limited by toxicity and the dose can be increased as desired.
【0215】
ここまで本発明をその好ましい実施形態の方式で説明してきたが、それは添付
の特許請求の範囲に規定したような課題の発明の精神と性質から逸脱することな
く変形することができる。While the present invention has been described above in the form of its preferred embodiments, it can be modified without departing from the spirit and nature of the subject invention as defined in the appended claims.
【表6】 [Table 6]
【0216】[0216]
【参考文献】 [References]
【図1】
外部抽出液のpHの関数として、本発明の抽出物の相対抗酸化活性を示す図であ
る。FIG. 1 shows the relative antioxidant activity of extracts of the invention as a function of pH of external extracts.
【図2】
抽出液中に含まれるソルビトール濃度の関数として、本発明の抽出物の相対活
性を示す図である。FIG. 2 shows the relative activity of the extract of the present invention as a function of the concentration of sorbitol contained in the extract.
【図3】
時間および抽出液中に含まれる糖濃度の関数として、本発明の抽出物の相対活
性を示す図である。各試料を−20℃に保った。FIG. 3 shows the relative activity of the extract of the present invention as a function of time and the concentration of sugar contained in the extract. Each sample was kept at -20 ° C.
【図4】
抽出液中の糖の性質の関数として、本発明の抽出物の相対活性を示す図である
。FIG. 4 shows the relative activity of the extracts of the invention as a function of the nature of the sugars in the extract.
【図5】
抽出に使用した様々な塩の関数として、本発明の抽出物の相対活性を示す図で
ある。FIG. 5 shows the relative activity of extracts of the invention as a function of various salts used for extraction.
【図6】
時間および温度の関数として、本発明の抽出物(FRTS非安定化)の相対活性を
示す図である。FIG. 6 shows the relative activity of extracts of the invention (FRTS destabilized) as a function of time and temperature.
【図7】 最適化のための遠心条件の選択を示す図である。[Figure 7] It is a figure which shows selection of the centrifugation conditions for optimization.
【図8】
再懸濁溶液中に含まれるプロピレングリコール(プロパン−1,2−ジオール
)の割合の関数として、本発明の抽出物の相対活性を示す図である。FIG. 8 shows the relative activity of the extracts of the invention as a function of the proportion of propylene glycol (propane-1,2-diol) contained in the resuspended solution.
【図9】
酸化曲線を示す図である。曲線Aは、抗酸化剤を含まないときの脂質酸化を示
し、曲線Bは、ある程度の脂質酸化を「許容」する抗酸化剤存在下での脂質酸化
を示し、曲線Cは、ビタミンE等の効果的なラジカル連鎖破壊性抗酸化剤存在下
での脂質酸化を示す。FIG. 9 is a diagram showing an oxidation curve. Curve A shows lipid oxidation in the absence of antioxidants, curve B shows lipid oxidation in the presence of antioxidants that "permit" some lipid oxidation, and curve C shows that of vitamin E and the like. 3 shows lipid oxidation in the presence of effective radical chain-breaking antioxidants.
【図10】
脂質PLPCの酸化速度を示す図であって、その中でBは本発明の抽出物がない脂
質を表し、DはTrolox存在下での脂質を表し、Lは本発明に従って作製した活性
抽出物存在下での脂質を表し、かつTは不活性抽出物で処理した脂質存在下での
脂質を表す。FIG. 10 is a diagram showing the oxidation rate of lipid PLPC, in which B represents the lipid without the extract of the present invention, D represents the lipid in the presence of Trolox, and L was prepared according to the present invention. Represents lipids in the presence of active extract, and T represents lipids in the presence of lipids treated with inactive extract.
【図11A】
TBPHの25μMによって引起された傷害に対して、IMR-32細胞に本発明の抽出
物(希釈度1:1000)が施した保護を示す図である。FIG. 11A shows the protection of IMR-32 cells with the extract of the present invention (dilution 1: 1000) against injury caused by 25 μM of TBPH.
【図11B】
TBPHの50μMによって引起された傷害に対して、IMR-32細胞に本発明の抽出
物(希釈度1:1000)が施した保護を示す図である。FIG. 11B shows the protection of IMR-32 cells with the extract of the present invention (dilution 1: 1000) against injury caused by 50 μM of TBPH.
【図12A】
TBPH 処理後のIMR-32細胞に、本発明の抽出物の1:1000の希釈度が施し
た保護を示す図である。FIG. 12A shows protection of IMR-32 cells treated with TBPH with a dilution of the extract of the invention of 1: 1000.
【図12B】
TBPH 処理後のIMR-32細胞に、本発明の抽出物の1:10000の希釈度が施
した保護を示す図である。FIG. 12B shows protection of IMR-32 cells after TBPH treatment with a dilution of the extract of the invention of 1: 10000.
【図13】
120秒間の酸素過多に対する脳海馬の挙動および本発明の抽出物を含むか、
または含まない(対照)溶液の存在下での回復を示す図である。FIG. 13: Behavior of the hippocampus on hyperoxia for 120 seconds and inclusion of an extract according to the invention,
FIG. 5 shows recovery in the presence of or without (control) solution.
【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書[Procedure for Amendment] Submission for translation of Article 34 Amendment of Patent Cooperation Treaty
【提出日】平成14年2月25日(2002.2.25)[Submission date] February 25, 2002 (2002.2.25)
【手続補正1】[Procedure Amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0006[Correction target item name] 0006
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正の内容】[Contents of correction]
【0006】
光合成色素は極めて多様である。正確な化学構造が互いに異なる多くの様々な
型の(バクテリオ)クロロフィル、カロテノイドおよびフィコビリンが存在する
。一般に色素は、色素分子に相互の適切な配向および位置取りをもたらす蛋白質
と結合している。光エネルギーは個々の色素によって吸収されるが、これらの色
素によって直ちにエネルギー変換のために使用されるのではない。代わりに、光
エネルギーは特殊な蛋白質環境中にあるクロロフィルに渡され、そこで実際のエ
ネルギー変換現象が起こる。即ち、電子を隣接色素に伝達するために、光エネル
ギーが使用される。この実際の初発電子伝達現象に一緒に関与する色素および蛋
白質を、反応中心と呼ぶ。アンテナと総称される多数の色素分子(100〜50
00)が光を「集め」、光子を捕捉し、光エネルギーを同じ反応中心に移動させ
る。その目的は、光強度がたとえ低めであっても、反応中心における高い電子伝
達速度を維持することである。P680という呼称が反応中心PSIIのクロロフィル色
素に割当てられているが、その理由は、その組成をとるクロロフィル対が主に波
長680nmの光を吸収するからである。Photosynthetic pigments are extremely diverse. There are many different types of (bacterio) chlorophylls, carotenoids and phycobilins that differ from each other in exact chemical structure. Dyes are generally associated with proteins that bring the dye molecules into proper orientation and alignment with each other. Light energy is absorbed by the individual dyes, but is not immediately used by these dyes for energy conversion. Instead, light energy is passed to chlorophyll in a special protein environment, where the actual energy conversion phenomenon takes place. That is, light energy is used to transfer electrons to adjacent dyes. The dye and protein that are involved in this actual initial electron transfer phenomenon are called reaction centers. A large number of dye molecules (100 to 50)
00) "collects" light, traps photons and transfers light energy to the same reaction center. The purpose is to maintain a high electron transfer rate in the reaction center, even at low light intensities. The name P680 has been assigned to the chlorophyll dye of the reaction center PSII, because the chlorophyll pair having its composition mainly absorbs light having a wavelength of 680 nm.
【手続補正2】[Procedure Amendment 2]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0034[Correction target item name] 0034
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正の内容】[Contents of correction]
【0034】
最適化された立体配置とカロテノイド比率を有するチラコイドは、特にROSに
対して十分な活性を保持すると思われる。このような抗酸化剤は、ROSの生成が
関与する疾患や障害の発現を低減するのに有用と思われる。このような疾患や障
害は、炎症、癌および放射線暴露に関係する病因を有するものかもしれない。こ
のような疾患や障害は、火傷、日焼け、乾癬、皮膚炎等の皮膚;外傷、脳卒中、
パーキンソン病、神経毒、痴呆、アルツハイマー病等の脳;関節リウマチ、関節
症等の関節;糖尿病、膵炎、内毒素肝傷害、腸虚血等の胃腸管;白内障発生、網
膜症、変性網膜障害等の眼;アテローム性動脈硬化症、血管炎等の脈管;ファン
コーニ貧血、マラリア等の赤血球;冠動脈血栓症等の心臓;喘息、COPD等の肺;
移植、糸球体腎炎等の腎臓;炎症、癌、虚血−再灌流状態、薬物中毒、鉄分過常
摂取、栄養失調、アルコール中毒、放射線、老化、アミロイド病、中毒性ショッ
ク等の多器官に影響を及ぼすものを含む。一部の疾患へのROSの関与に関する文
献は以下のとおりである。Thylakoids with optimized configuration and carotenoid ratio appear to retain sufficient activity, especially against ROS. Such antioxidants may be useful in reducing the expression of diseases and disorders involving ROS production. Such diseases and disorders may have etiologies associated with inflammation, cancer and radiation exposure. Such diseases and disorders include skin such as burns, sunburn, psoriasis, dermatitis; trauma, stroke,
Brains such as Parkinson's disease, neurotoxin, dementia, Alzheimer's disease; joints such as rheumatoid arthritis and arthritis; gastrointestinal tract such as diabetes, pancreatitis, endotoxin liver injury, intestinal ischemia, cataract development, retinopathy, degenerative retinal disorder, etc. Eyes; vascular vessels such as atherosclerosis and vasculitis; red blood cells such as Fanconi anemia and malaria; heart such as coronary artery thrombosis; lungs such as asthma and COPD;
Kidneys such as transplantation and glomerulonephritis; inflammation, cancer, ischemia-reperfusion, drug poisoning, iron overdose, malnutrition, alcohol poisoning, radiation, aging, amyloid disease, toxic shock, etc. Including those that affect. Literature on the involvement of ROS in some diseases is:
【手続補正3】[Procedure 3]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0042[Correction target item name] 0042
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正の内容】[Contents of correction]
【0042】
バイオフィルター/バイオリアクター:
植物中の光合成装置は、光子を捕捉できるだけでなく、その各成分に対して親
和性を有する分子を捕捉し、蓄積することができるので、本発明の抽出物も植物
自体と同じ能力を有すると想像される。その上、捕捉分子の一部を処理し得るの
で、本発明の抽出物はバイオリアクターとして作用すると思われる。捕捉し易い
分子は、例えば、除草剤、殺虫剤、殺カビ剤、尿素、イオンおよび重金属、なら
びにO3、CO、H2S、NO、CO2、O2等のガスである。本発明のバイオフィルターは用
途が広く、温度変化に耐性があると思われる。Biofilter / Bioreactor: The photosynthetic device in a plant can not only capture photons, but also capture and accumulate molecules having an affinity for each component thereof, and thus the extract of the present invention. Is imagined to have the same ability as the plant itself. Moreover, it is believed that the extract of the present invention acts as a bioreactor since it can process some of the capture molecules. Captured easily molecule, for example, herbicides, insecticides, fungicides, urea, ions and heavy metals, as well as O 3, CO, H 2 S , NO, CO 2, gas such as O 2. The biofilter of the present invention is versatile and appears to be resistant to temperature changes.
【手続補正4】[Procedure amendment 4]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0057[Name of item to be corrected] 0057
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正の内容】[Contents of correction]
【0057】
本発明は、チラコイドを含む光合成生物から得られる抽出物を得る方法であっ
て、
a)チラコイドを含む生体成分の懸濁液を提供する段階、および
b)1から1.3センチポアズの間の粘度および2より高く、10より低いpHを
有する媒質中で、チラコイドを元のままに維持しながら、その生体成分を破壊す
る段階であって、その媒質は次式に従って計算される体積で添加され、
((媒質の体積+植物成分含水量)/植物成分乾重量)>10
それによって、チラコイド、細胞屑/膜および液相で本質的に構成される第1抽
出物が得られ、前記チラコイドが完全な光合成色素を含む段階
を含む方法を提供する。The present invention is a method of obtaining an extract obtained from a photosynthetic organism containing thylakoids, comprising the steps of: a) providing a suspension of biocomponents containing thylakoids, and b) from 1 to 1.3 centipoise. In a medium having a viscosity of between 2 and a pH higher than 2 and lower than 10 while destroying its biogenic constituents while maintaining the thylakoid intact, the medium having a volume calculated according to ((Volume of medium + water content of plant constituents) / dry weight of plant constituents)> 10, thereby obtaining a first extract consisting essentially of thylakoids, cell debris / membrane and liquid phase, said A method is provided that comprises the step wherein the thylakoid comprises a complete photosynthetic pigment.
【手続補正5】[Procedure Amendment 5]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0209[Correction target item name] 0209
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正の内容】[Contents of correction]
【0209】
結果
照射の後に正確に、すべての非処理で照射されたマウスは皮膚の炎症および掻
痒の兆候を示した。その他の点では、それらは体重増加しないが健康で活動的で
あった。FRST/1で前処理すると後処理したのも同様に照射を受けたマウスに炎症
ないし赤化の症状は認められず、かつ80%の事例で体重増加した。それ故、遮
光用のローション、クリーム、軟膏、オイル、ゲルまたはスプレーのいずれかの
局所用組成物が、本発明の目的である。Results Precisely after irradiation, all untreated irradiated mice showed signs of skin inflammation and pruritus. Otherwise, they did not gain weight but were healthy and active. Similarly, when pretreated with FRST / 1, post-treatment did not show any symptoms of inflammation or reddening in irradiated mice, and increased weight in 80% of the cases. Therefore, topical compositions, either sunscreen lotions, creams, ointments, oils, gels or sprays, are an object of the present invention.
【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書[Procedure for Amendment] Submission for translation of Article 34 Amendment of Patent Cooperation Treaty
【提出日】平成14年4月15日(2002.4.15)[Submission date] April 15, 2002 (2002.4.15)
【手続補正1】[Procedure Amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】特許請求の範囲[Name of item to be amended] Claims
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正の内容】[Contents of correction]
【特許請求の範囲】[Claims]
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) A61P 1/18 A61P 1/18 3/10 3/10 7/00 7/00 7/06 7/06 9/00 9/00 9/10 9/10 11/00 11/00 11/06 11/06 13/12 13/12 17/00 17/00 17/02 17/02 17/06 17/06 19/02 19/02 25/00 25/00 25/16 25/16 25/28 25/28 25/30 25/30 25/32 25/32 27/02 27/02 27/12 27/12 29/00 29/00 101 101 31/04 31/04 33/06 33/06 35/00 35/00 37/06 37/06 39/00 39/00 39/06 39/06 43/00 105 43/00 105 C09B 61/00 C09B 61/00 B C09K 3/00 104 C09K 3/00 104Z 15/34 15/34 (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE,TR),OA(BF ,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW, ML,MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,G M,KE,LS,MW,MZ,SD,SL,SZ,TZ ,UG,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ, MD,RU,TJ,TM),AE,AG,AL,AM, AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BR,BY,B Z,CA,CH,CN,CR,CU,CZ,DE,DK ,DM,DZ,EE,ES,FI,GB,GD,GE, GH,GM,HR,HU,ID,IL,IN,IS,J P,KE,KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR ,LS,LT,LU,LV,MA,MD,MG,MK, MN,MW,MX,MZ,NO,NZ,PL,PT,R O,RU,SD,SE,SG,SI,SK,SL,TJ ,TM,TR,TT,TZ,UA,UG,US,UZ, VN,YU,ZA,ZW Fターム(参考) 4C083 AA111 BB46 CC19 DD08 DD22 DD23 DD30 DD31 DD41 EE17 4C088 AB12 BA08 CA03 CA23 MA07 MA13 MA16 MA17 MA22 MA28 MA63 ZA01 ZA15 ZA16 ZA33 ZA36 ZA45 ZA54 ZA55 ZA59 ZA66 ZA81 ZA89 ZA96 ZB11 ZB15 ZB21 ZB26 ZB35 ZC35 ZC37 ZC39 4H025 BA01 (54)【発明の名称】 光合成生物からチラコイドを得る方法、その方法から得られる植物画分、純粋チラコイド、およ びROSスカベンジャー、光保護剤、バイオセンサー、バイオフィルターおよびバイオリアクタ ーとしてチラコイドを使用する方法─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) A61P 1/18 A61P 1/18 3/10 3/10 7/00 7/00 7/06 7/06 9 / 00 9/00 9/10 9/10 11/00 11/00 11/06 11/06 13/12 13/12 17/00 17/00 17/02 17/02 17/06 17/06 19/02 19/02 25/00 25/00 25/16 25/16 25/28 25/28 25/30 25/30 25/32 25/32 27/02 27/02 27/12 27/12 29/00 29 / 00 101 101 31/04 31/04 33/06 33/06 35/00 35/00 37/06 37/06 39/00 39/00 39/06 39/06 43/00 105 43/00 105 C09B 61 / 00 C09B 61/00 B C09K 3/00 104 C09K 3/00 104Z 15/34 15/34 (81) Designated countries EP (AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR , IE, IT, LU, MC, NL, PT, SE, TR), OA (BF, BJ, CF, CG, I, CM, GA, GN, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (GH, GM, KE, LS, MW, MZ, SD, SL, SZ, TZ, UG, ZW) , EA (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM), AE, AG, AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BY, BZ, CA , CH, CN, CR, CU, CZ, DE, DK, DM, DZ, EE, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, HR, HU, ID, IL, IN, IS, JP, KE, KG, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MA, MD, MG, MK, MN, MW, MX, MZ, NO, NZ, PL, PT, RO , RU, SD, SE, SG, SI, SK, SL, TJ, TM, TR, TT, TZ, UA, UG, US, UZ, VN, YU, ZA, ZW F term (reference) 4C083 AA111 BB46 CC19 DD08 DD22 DD23 DD30 DD31 DD41 EE17 4C088 AB12 BA08 CA03 CA23 MA07 MA13 MA16 MA17 MA22 MA28 MA63 ZA01 ZA15 ZA16 ZA33 ZA36 ZA33 ZA36 ZA36 ZA33 ZA36 ZA36 ZA36 ZA36 ZA36 ZA66 ZA81 ZA89 ZA96 ZB11 ZB15 ZB21 ZB26 ZB35 ZC35 ZC37 ZC39 4H025 BA01 (54) [Invention] Method for obtaining thylakoids from photosynthetic organisms, plant fractions obtained from the method, pure thylakoids, and ROS scavengers, light protection To use thylakoids as agents, biosensors, biofilters and bioreactors
Claims (47)
する媒質中で、チラコイドを回収しながら生体成分を破壊する段階であって、そ
の媒質は次式に従って計算される体積で添加され、 ((媒質の体積+植物成分含水量)/植物成分乾重量)>10 それによって、チラコイド、細胞屑/膜および液相で本質的に構成される第1抽
出物が得られ、前記チラコイドが組織化された光合成色素を含む段階 を含む方法。1. A method for obtaining an extract from a photosynthetic organism, comprising the steps of a) providing a suspension of biocomponents comprising thylakoids, and b) from a viscosity comprised between 1 and 1.3 and 2. The step of destroying biological components while recovering thylakoids in a medium having a pH higher than 10 and adding a volume of the medium calculated according to the following formula: ((volume of medium + containing plant components) Water amount) / plant component dry weight)> 10, whereby a first extract consisting essentially of thylakoids, cell debris / membrane and liquid phase is obtained, said thylakoids comprising an organized photosynthetic pigment. How to include.
。3. The method according to claim 1 or 2, wherein the pH is comprised between 5 and 8.
方法。4. The method according to claim 1, wherein the pH is comprised between 6 and 7.5.
の方法。5. The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the organism is a plant.
械的に分散することによって得られる請求項5に記載の方法。6. The method according to claim 5, wherein the suspension of step a) is obtained by mechanically dispersing the plant constituents or tissues in the medium.
燥、ホルモン、化学的および生物学的誘導物質から選択される条件付けパラメー
ターを受けさせる段階を行う請求項5または6に記載の方法。7. Prior to step a), a step of subjecting the plant to conditioning parameters selected from light, osmotic pressure, heat, cold, freezing, drying, hormones, chemical and biological inducers is carried out. The method according to claim 5 or 6.
の光環境で前記植物を条件付けする段階を行い、段階b)を同じ光環境の下で行
う請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。8. The method according to claim 1, wherein before step a) there is a step of conditioning said plant with a light environment having a wavelength comprised between about 500 and 600 nm and step b) is carried out under the same light environment. The method according to any one of 4 above.
の光環境で前記植物を条件付けする段階を行い、段階b)を同じ光環境の下で行
う請求項5から7のいずれか一項に記載の方法。9. The method according to claim 5, wherein before step a) there is a step of conditioning said plant with a light environment having a wavelength comprised between about 500 and 600 nm and step b) is carried out under the same light environment. 7. The method according to any one of 7.
実現される請求項1から9のいずれか一項に記載の方法。10. The method according to any one of claims 1 to 9, wherein the viscosity is achieved in part by adding sugar in the medium.
濃度のソルビトール、または0.2から1.5Mのソルビトールに等価な粘度を
実現する糖の存在によって、部分的に実現される請求項1から10のいずれか一
項に記載の方法。11. The viscosity is partly due to the presence of saccharides in the medium at a concentration of about 0.2 to 1.5 M or sugars that achieve a viscosity equivalent to 0.2 to 1.5 M sorbitol. The method according to any one of claims 1 to 10, implemented in.
濃度のソルビトール、または0.2から0.4Mのソルビトールに等価な粘度を
実現する糖の存在によって、部分的に実現される請求項1から10のいずれか一
項に記載の方法。12. The viscosity is partly due to the presence of saccharides in the medium at a concentration of about 0.2 to 0.4 M or sugars that achieve a viscosity equivalent to 0.2 to 0.4 M sorbitol. The method according to any one of claims 1 to 10, implemented in.
酸またはアスコルビン酸緩衝液(20mM)、またはソルビトールまたはスクロ
ースまたはフルクトース350mMを有する請求項1から12のいずれか一項に
記載の方法。13. The medium according to claim 1, wherein the medium has the following composition: Tris or acetate or ascorbate buffer (20 mM) having a pH of 7.5, or sorbitol or sucrose or fructose 350 mM. The method described in the section.
液相を相互に分離することによって、各々、分離チラコイド、細胞屑/膜、およ
び液相で本質的に構成される第2、第3および第4の抽出物を形成する段階を含
む請求項1から13のいずれか一項に記載の方法。14. A further step c), namely by separating the thylakoids, cell debris / membrane and liquid phase from each other, essentially consisting of separated thylakoids, cell debris / membrane and liquid phase, respectively. 14. A method according to any one of claims 1 to 13 including the step of forming second, third and fourth extracts according to claim 1.
各沈降係数の差に基づいて行われる請求項14に記載の方法。15. The method according to claim 14, wherein the separating step is carried out based on the difference of the sedimentation coefficients of thylakoid, cell debris and membrane, and liquid phase.
ューブ内で第1抽出物を遠心することにおいて、そのフィルターは、チラコイド
および液相がフィルターを通過する間に、細胞屑および膜がその上に沈着する多
孔性を有し、チラコイドはチューブの下部でペレットを形成することを含む請求
項15に記載の方法。16. The separation step comprises centrifuging the first extract in a tube having a filter at the top of the tube, the filter comprising debris and cell debris while the thylakoid and liquid phases pass through the filter. 16. The method of claim 15, wherein the membrane has porosity deposited thereon and the thylakoid comprises forming a pellet at the bottom of the tube.
出物から任意の電子供与体を消去することによって、光合成色素を不活性化し、
安定化させる段階を含む請求項14から16のいずれか一項に記載の方法。17. The photosynthetic dye is inactivated by a further step d), ie by erasing any electron donor from said first, second and third extracts,
17. A method according to any one of claims 14 to 16 including the step of stabilizing.
ることによって、水を除去する請求項18に記載の方法。20. The method according to claim 18, wherein after step c) the water is removed by exchanging the water with an amphoteric solvent or a surfactant.
除去する請求項18に記載の方法。21. The method of claim 18, wherein the water is removed by exchanging the water with propylene glycol.
。22. A botanical extract which contains substantially pure thylakoids in its intact state.
に記載の植物抽出物。23. The method according to claim 22, which can be further activated when an electron donor is added.
The plant extract according to.
製した抽出物。24. An extract produced by the method according to any one of claims 1 to 16.
れる本質的に第1、第2または第3抽出物である抽出物。25. An extract which is essentially a first, second or third extract obtained from the method according to any one of claims 17 to 24.
れる本質的に第2抽出物である抽出物。26. An extract which is essentially a second extract obtained from the method according to any one of claims 17 to 24.
抽出物。28. The extract according to claim 26, which is partially or completely solubilized.
いずれか一項に記載の抽出物。30. The extract according to any one of claims 24 to 29, which is activated in the presence of an electron donor.
抽出物。31. The extract according to claim 23 or 30, wherein the electron donor is water.
1のいずれか一項に記載の抽出物の使用。32. A method according to claims 25 to 3 as a scavenger of reactive oxygen species.
Use of the extract according to any one of 1.
少させる請求項32に記載の使用。33. The use according to claim 32, which reduces the development of diseases or disorders involving the formation of reactive oxygen species.
する病因を有する請求項33に記載の使用。34. The use according to claim 33, wherein the disease or disorder has an etiology associated with inflammation, cancer or radiation exposure.
、乾癬および皮膚炎から選択され;脳に影響し、かつ外傷、脳卒中、パーキンソ
ン病、神経毒、痴呆およびアルツハイマー病から選択され;関節に影響し、かつ
関節リウマチおよび関節症から選択され;胃腸管に影響し、かつ糖尿病、膵炎、
内毒素肝傷害および腸虚血から選択され;眼に影響し、かつ白内障発生、網膜症
および変性網膜障害から選択され;脈管に影響し、かつアテローム性動脈硬化症
および血管炎から選択され;赤血球に影響し、かつファンコーニ貧血およびマラ
リアから選択され;心臓に影響し、かつ冠動脈血栓症および虚血から選択され;
肺に影響し、かつ喘息およびCOPDから選択され;腎臓に影響し、かつ移植および
糸球体腎炎から選択され;多器官に影響し、かつ炎症、癌、虚血−再灌流状態、
薬物中毒、鉄分過常摂取、栄養失調、アルコール中毒、放射線、老化、アミロイ
ド病および中毒性ショックから選択される請求項33に記載の使用。35. The disease or disorder affects the skin and is selected from burns, sunburns, psoriasis and dermatitis; affects the brain and from trauma, stroke, Parkinson's disease, neurotoxins, dementia and Alzheimer's disease. Selected; affecting joints and selected from rheumatoid arthritis and arthropathy; affecting the gastrointestinal tract, and diabetes, pancreatitis,
Endotoxins selected from liver injury and intestinal ischemia; affecting the eye and selected from cataractogenesis, retinopathy and degenerative retinopathy; affecting vasculature and selected from atherosclerosis and vasculitis; Affects red blood cells and is selected from Fanconi anemia and malaria; affects heart and is selected from coronary thrombosis and ischemia;
Affecting lungs and selected from asthma and COPD; affecting kidneys and selected from transplantation and glomerulonephritis; affecting multiple organs and inflammation, cancer, ischemia-reperfusion,
34. Use according to claim 33, selected from drug poisoning, iron overdose, malnutrition, alcoholism, radiation, aging, amyloid disease and toxic shock.
用が局所的である請求項33に記載の使用。36. The use according to claim 33, wherein the disease or disorder affects the skin or mucous membranes and its use is topical.
用。37. The use according to claim 34, wherein the radiation falls in the ultraviolet spectrum.
に記載の第2または第3抽出物の使用。38. A filter according to claim 26 or 28 as a filter for radiation.
Use of the second or third extract as described in 1.
に記載の抽出物の使用。40. Use of the extract according to any one of claims 22 to 31 for trapping photons.
活性を妨害する分子を検出または捕捉するための、請求項25から31のいずれ
か一項に記載の第2および第3抽出物の使用。41. Use of the second and third extracts according to any one of claims 25 to 31 for detecting or capturing molecules which have an affinity for thylakoids or which interfere with thylakoid activity. .
剤、キノン、クロルプロマジン、尿素、ホルムアルデヒド、アルキルアミノシア
ノアクリレート、トリプシン、シアノアクリレート、トリス、アデニン誘導体、
ジスルフィラン、アセチルCoAカルボキシラーゼ、ジギトニン、重金属、Cu、Zn
、Cd、Pb、Hg、SO2、NO2、NH2OH、CO2、CO、O3、O2、H2S、カルシウム拮抗剤、
硫酸塩、亜硫酸塩、重亜硫酸塩、亜硝酸塩、酢酸(塩)、乳酸(塩)、陰イオン
、NO3 -、HCO3 -、HCO2 -、F-、NO2 -およびHSO3 -から選択される請求項41に記載
の使用。42. The molecule is a triazine, atrazine type, diuron type herbicide, quinone, chlorpromazine, urea, formaldehyde, alkylaminocyanoacrylate, trypsin, cyanoacrylate, tris, adenine derivative,
Disulfiran, acetyl CoA carboxylase, digitonin, heavy metals, Cu, Zn
, Cd, Pb, Hg, SO 2 , NO 2 , NH 2 OH, CO 2 , CO, O 3 , O 2 , H 2 S, calcium antagonist,
Selected from - sulfates, sulfites, bisulfites, nitrite, acetate (salt), lactate (salt), anionic, NO 3 -, HCO 3 - , HCO 2 -, F -, NO 2 - and HSO 3 42. Use according to claim 41.
物質組成物。43. A substance composition comprising the extract according to any one of claims 25 to 31.
はスプレーである請求項44の組成物。45. The composition of claim 44 which is a sunscreen lotion, cream, ointment, oil, gel or spray.
装置または器械。46. A device or instrument comprising the extract according to any one of claims 25 to 31.
ーである請求項46に記載の装置または器械。47. The device or instrument of claim 46 which is a bioreactor, biofilter or biosensor.
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